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大处着眼，细处着手——华邦电子用创新技术助力节能减排

时间：2022-11-29 16:33:28

关键字： winbond 华邦内存 DRAM 可持续发展

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[导读]绿色发展已成全球共识，半导体厂商即是节能减排的技术赋能者，自身也是节能减排的实践者和责任人。全球各大半导体厂商纷纷制定了自己的碳减排目标。近日领先的存储芯片厂商华邦电子（Winbond）也专门召开了媒体会，华邦电子大陆区产品营销处处长朱迪先生和记者分享了华邦在节能减排和ESG方面的成绩。

绿色发展已成全球共识，半导体厂商即是节能减排的技术赋能者，自身也是节能减排的实践者和责任人。全球各大半导体厂商纷纷制定了自己的碳减排目标。近日领先的存储芯片厂商华邦电子（Winbond）也专门召开了媒体会，华邦电子大陆区产品营销处处长朱迪先生和记者分享了华邦在节能减排和ESG方面的成绩。

作为一家IDM类型的半导体厂商，需要从产品设计和生产的两个大的方向上来着手实现节能减排。而碳足迹其实遍布整个设计生产流程的各个环节中，因此节能减排是非常繁琐和复杂的系统提升，每一次细节的优化都能带来成效。据朱迪介绍，华邦主要从两个方面参与： 1. 在产品设计时就实现低功耗，减少终端产品的能源消耗。2. 在产品制造过程中，通过先进工艺减少碳排放；同时工厂做好节能减排和水资源回收等。

细处着手，多项产品技术创新推动节能减排发展

在产品设计上做出的创新，可以帮助下游客户实现更低碳的终端产品。华邦电子通过技术创新，提供了多种低功耗的存储产品和封装组合。

超低功耗Green Power产品——GP-BoostDRAM

相比过去几年在业内用得较多的标准型DRAM产品，例如SDRAM、DDR1、DDR2等，华邦的Green Power产品运行功耗会比常规产品低10%左右，待机功耗更是显著降低，可以比常规的SDRAM产品低60%到70%。同时性能方面，GP-Boost DRAM的带宽较传统产品也有增加，如此一来就可以满足更多像边缘计算这种对算力有要求的应用场景。

更小封装形式——100BGA

除了产品本身的低功耗特性之外，产品封装上所用的化学原材料用量也与能源消耗息息相关。每一颗芯片的外部都有厚厚的一层塑胶保护层，如果把封装做小就会减少化学物品的消耗。华邦最新推出的100BGA LPDDR4/4X就是一个在封装层面降低消耗的经典产品。华邦曾向JEDEC标准组织提议在JED209-4标准里增加对100BGA封装的规定。相对于传统的200BGA，100BGA的封装体积缩小了一半左右，节约了整体材料成本。这种缩小的封装也可以减少器件在PCB的占用空间，帮助客户同时降低了成本和能源消耗。

无塑料封装、混合睡眠模式——HYPERRAM

除了GP-BoostDRAM外，针对低功耗的DRAM市场需求，华邦还推出了超低功耗特性的HYPERRAM系列。该系列的运行功耗远低于同容量的CellularRAM和SDRAM，同时通过特有的混合睡眠模式（Hybrid Sleep Mode），HYPERRAM功耗可进一步降低。

在封装形式上，HYPERRAM大多采用24BGA、 WLCSP这类没有外部塑料的封装，比传统的LPDDR产品封装还要都小很多，可以节约PCB面积、降低成本，同时降低消耗。

此外，华邦目前也在和主芯片厂商合作进行SiP（多芯片合封技术）的开发，提供KGD产品跟客户的主芯片一起封装。SiP产品可以在华邦进行测试，免去单独的封测环节。多芯片合封技术同样是减少封装面积、减少能源消耗、降低客户成本、提升产品性价比方式。

其实除了24BGA外，WLCSP和SiP KGD封装尺寸都非常小，可以看作是“免封装”产品，相应的功耗也比较低。

低电压带来更低功耗——1.2V NOR Flash

除了上述产品设计上的创新外，低电压也是华邦所努力的方向之一。以NOR Flash 而言，目前的主流电压是3.3V，可穿戴设备以及其他低功耗的应用，主流电压会达到到1.8V。华邦作为业界领先的NOR Flash厂商，是全球第一家推出1.2V NOR Flash的厂家，并已于2020年实现量产，目前已经有很多大客户在批量采用该1.2V NOR Flash的产品。

1.2V NOR Flash主要带来两个好处，第一是可以同步配合主芯片厂商的制程的演进，第二是带来功耗降低。

主芯片的制程在逐步微缩，芯片的电压也随之下降，芯片I/O口电压也在下降。采用1.2V的NOR Flash就可以很好滴匹配这种高制程工艺节点的SoC，从而免去了电平转换的设计，降低BOM成本同时缩小PCB面积。

产品的电压从1.8V降低到1.2V，本身的运行上就会降低50%的功耗，待机功耗也会减少33%。因此电池的寿命、整机的续航能力都可以得到非常显著的改善。

简化SMT流程——LTS 制程

低温焊接技术是由英特尔在2017年开始提出。过去出于环保的考虑，将原有的铅焊转变成无铅焊接，但付出的代价则是焊接温度从常规的210℃、220℃上升到260℃，近40℃的温度升高对能源消耗是巨大的。所以2017年英特尔主导研发了LTS低温焊接技术，最先在电脑和平板产品开始使用。

在存储行业，华邦很早就开始进行LTS制程的研发，推出配合低温焊接制程 (~190C)的闪存产品，符合JEDEC标准，通过包括摔落、振荡及温度循环测试等相关的可靠度验证程序，证明该产品可以完全支持LTS制程，没有质量上的疑虑。

低温焊接技术的好处是温度可以从260℃降到190℃，能源消耗、碳排放都有显著减少。此外低温焊接可以把插件的焊接工艺——波峰焊和回流焊二合一，一道焊接技术就可以完成，同样可大幅降低代工厂SMT产线的能源消耗和成本。

绿色生产和业务成长并举

“想要实现绿色生产和绿色产品，需要公司一步一个脚印去做，咋爱其中对于资金的消耗其实是很高的。”朱迪分享到，“那这中间就必然会出现矛盾：实现ESG和减碳目标带来的成本上升一定会降低产品的价格竞争力。并不是每个公司都愿意去牺牲价格优势，投入资金去做环保，所以这是一个相当大的挑战。华邦一直在研究更先进的技术，在不增加成本的前提下实现节能减碳。”

华邦早在2006年就获得了的ISO14064 GHG 温室气体排放认证，近两年接连获得ISO 14067 “碳足迹”认证和ISO 14046 “水足迹”认证，2022年更是通过了ISO 50001 能源管控认证。同时，华邦正在加速向其2030年永续目标前进：台中厂的绿电使用率达到90%，碳排放减少 60%。

在产品制造过程中，华邦温室气体的主要排放源是制程上所使用的全氟化物气体（PFCs）以及烧锅炉所产生的部分二氧化碳。针对这一部分，华邦自2000年起就参与了世界PFC温室气体排放减量计划，通过制程调整、替代气体使用、设置含氟碳化物（PFCs）削减设备，来减少温室气体排放。传统的天然气锅炉是直接排放二氧化碳，近几年华邦已经陆续将其都换成电锅炉，从而减少直接排放。

针对扩产的问题，华邦通过专注比例来保证可持续发展目标。华邦设置的节能减碳的目标，比如减少单位产品的用电量和耗水量，都是对单位产品的消耗进行评估。当前华邦的台中工厂处于满载状态，设置的节能目标都已经达成。新的高雄厂产品和设备比较新，华邦通过把台中厂已经被证明是有效的、成熟的做法（像减少能源、水的消耗、废物回收和水循环等）同步到高雄厂，从而快速让高雄厂步入绿色生产。透过这样的方式，即使有新制程和新产能开出来，跟公司整体的碳排放也不会产生矛盾之处。

布局汽车市场，平衡下行周期

从2022年第三季度开始，全球各大存储厂商的财报相继大幅下跌，内存市场基本已经进入了下行周期。但华邦受到的周期波动较小，这与其产品和业务布局有关。华邦生产的主要是利基型产品，因此受周期波动小。此外虽然但消费确实下降不少，但在汽车和工业布局很稳健。

据朱迪介绍，利基型中小容量的存储产品，是相对于例如电脑、服务器、智能手机等这些大容量产品而言的。利基型存储市场容量占整个存储行业10%左右。这个市场是一个供需相对比较平衡的市场，在上涨跟下行的市场波动中振幅并不是很大。

当前汽车、工业领域的收入目前已经占到华邦整体营收的四分之一左右，因此面对市场下行并没有过于悲观，并且目前的产能和投产计划也没有做太大的改变。目前高雄厂前期一万片产能的投入在按部就班地有序进行。“之所以有谨慎乐观的信心和底气，是因为华邦所耕耘的这个市场目前是相对比较稳定的，同时也具有一定门槛。”朱迪表示，“在市场下行的状况下，汽车与工业领域的应用相对比较坚挺，尤其我国的新能源汽车的市场状况都比较良好。所以总而言之，华邦有信心来面对目前市场上的变化。”

随着汽车智能化电气化的飞速发展，芯片在整车成本中所占比例大幅上升；同时伴随着近两年来的供应链问题，汽车厂商对于芯片的供应安全问题尤为关注。华邦从十几年前便开始涉足汽车电子领域，在国内汽车应用的市占率也在持续提高。

首先针对供货的质量和安全问题，因为华邦是自有生产，因此受到了汽车厂商的认可和信赖。其次针对低功耗的设计趋势，华邦正在和主芯片厂商一起来做一些低功耗产品的设计；同时也有一些车机专用的封装设计，可以在恶劣条件下抗机械冲击，比如具有更好散热性的BGA封装。最后针对汽车应用中备受关注的安全问题，华邦专门推出了安全闪存，可以帮助客户防止遭遇非法侵入和非法数据篡改，减少用户隐私信息被窃取的风险。这些安全闪存产品目前也已经被一些海外的tier 1客户采用。