后摩爾時(shí)代，先進(jìn)封裝如何實(shí)現(xiàn)華麗轉(zhuǎn)身？臺(tái)積電領(lǐng)銜的三大企業(yè)放大招

“我認(rèn)為，除了SOC單芯片之外，2.5D甚至結(jié)合2.5D、3D高性能的計(jì)算芯片，同樣SIP會(huì)帶出異質(zhì)系統(tǒng)整合的需求。9月你會(huì)看到更多的產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用到扇出型就是雙層結(jié)構(gòu)SIP的概念?！惫鸸诒硎?，筆者在展臺(tái)也看到日月光帶來(lái)了2.5D和3D封裝的成品展示。

5G對(duì)封裝廠帶來(lái)哪些機(jī)會(huì)？郭桂冠認(rèn)為，5G不僅僅是快速傳輸，還有高效能技術(shù)，這部分有更快的反應(yīng)速度，我們定義叫HPC。日月光針對(duì)SIP封裝有兩個(gè)明顯的趨勢(shì)：一是從單面變成雙面，厚度會(huì)增加，厚度的增加遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)實(shí)際應(yīng)用。蘋果厚度就是0.75，在座的手機(jī)殼厚度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)，這部分隨著時(shí)間演進(jìn)一方面不斷縮小；二是開(kāi)始增加很多異形鍵，可以是和外面天線連接的接觸片。好處是不用依賴基板，另外一個(gè)好處是線寬間距做得更優(yōu)化。

日月光推出了晶圓級(jí) FOWLP (Fan-out Wafer-Level Package) 技術(shù)，推出面板級(jí) FOPLP (Fan-out Panel-Level Package) 的則有日月光、力成、三星等等，競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈。

長(zhǎng)電科技兩大核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)集成

中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)、長(zhǎng)電科技董事兼首席執(zhí)行長(zhǎng)鄭力表示：“后摩爾時(shí)代半導(dǎo)體器件成品制造技術(shù)和價(jià)值遠(yuǎn)超封測(cè)字義范疇，目前從先進(jìn)封裝到芯片成品制造的產(chǎn)業(yè)升級(jí)趨勢(shì)明顯，長(zhǎng)電兩大核心技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)集成。同時(shí)，協(xié)同設(shè)計(jì)優(yōu)化芯片成品集成與測(cè)試一體化趨勢(shì)非常重要?！?br />

鄭力分析說(shuō)，目前，晶圓級(jí)封裝的再布線層線寬間距已經(jīng)從20/20um發(fā)展到2/2um，縮小了10倍，幾乎與手機(jī)主芯片制程演進(jìn)是同樣的速度，從2011年的28nm進(jìn)入到今天的5nm；手機(jī)主芯片的晶圓節(jié)點(diǎn)也從28nm發(fā)展到5nm，從有機(jī)基板變?yōu)樯瘸鲂驮俨季€層，垂直高度從1.6nm到0.6nm；CPU、GPU的I/O密度增長(zhǎng)10倍，集成高帶寬的存儲(chǔ)器，還有異構(gòu)集成技術(shù)加入；無(wú)線射頻模塊內(nèi)布元器件數(shù)量增長(zhǎng)30倍。用一句話概括，先進(jìn)封裝在技術(shù)向前發(fā)展到異構(gòu)集成，微系統(tǒng)集成階段時(shí)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

上周AMD在臺(tái)北電腦展展示的2.5DChiplet、3D Chiplet等異構(gòu)集成，密度提高300倍，臺(tái)積電、Intel，國(guó)際半導(dǎo)體的頭部企業(yè)都在積極布局半導(dǎo)體的異構(gòu)集成應(yīng)用。

先進(jìn)芯片成品制造技術(shù)正在發(fā)生顛覆性突破，長(zhǎng)電科技也在異構(gòu)集成技術(shù)賽道上不斷換擋提速。針對(duì)Chiplet異構(gòu)集成應(yīng)用，長(zhǎng)電科技推出了XDFO全系列的解決方案，包括2D Chiplet、2.5D Chiplet和3D Chiplet，可適用于移動(dòng)通信、汽車、醫(yī)療和人工智能等應(yīng)用。

基于設(shè)計(jì)需求，長(zhǎng)電科技的無(wú)硅通孔扇出型晶圓級(jí)高密度封裝技術(shù)，可在硅中介層（Si Interposer）中使用堆疊通孔技術(shù)（Stacked VIA）替代硅通孔技術(shù)（TSV）。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多層RDL再布線層，2×2um的線寬間距，40um極窄凸塊互聯(lián)，多層芯片疊加，集成高帶寬存儲(chǔ)和集成無(wú)源元件。

長(zhǎng)電科技在扇出型技術(shù)積累接近10年，在結(jié)合高密度SIP技術(shù)，面向未來(lái)推出2.5D chiplet、3D chiplet等產(chǎn)品解決方案，可靈活實(shí)現(xiàn)異構(gòu)集成。鄭力透露，這些產(chǎn)品在2022年、2023年都有面向量產(chǎn)的項(xiàng)目和解決方案。

鄭力強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“除了在技術(shù)和工藝上不斷突破，要實(shí)現(xiàn)低成本、高性能、環(huán)保優(yōu)質(zhì)的集成電路產(chǎn)品制造，還需要通過(guò)系統(tǒng)級(jí)電性能、結(jié)構(gòu)、熱仿真模擬與系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這就使得芯片成品集成測(cè)試一體化成為一種潮流。長(zhǎng)電科技要和IP、設(shè)計(jì)企業(yè)、EDA企業(yè)合作，芯片主體的協(xié)同設(shè)計(jì)要做起來(lái)?！?br />

小結(jié)

中國(guó)科學(xué)院院士毛軍發(fā)院士指出，異質(zhì)集成電路特色突出：一是可以融合不同半導(dǎo)體材料、工藝、結(jié)構(gòu)和元器件或芯片的優(yōu)點(diǎn)；二是采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念；三是應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)比如IP和小芯片Chiplet；具有2.5D或3D高密度結(jié)構(gòu)。異質(zhì)集成電路優(yōu)點(diǎn)明顯：首先，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的復(fù)雜功能、優(yōu)異的綜合性能，突破單一半導(dǎo)體工藝的性能極限；二是靈活性大、可靠性高、研發(fā)周期短；三是三維集成可以實(shí)現(xiàn)小型化、輕質(zhì)化；對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備要求相對(duì)比較低，不受EUV光刻機(jī)限制。

臺(tái)積電、日月光、長(zhǎng)電科技的最新實(shí)踐和技術(shù)演進(jìn)，相信能給未來(lái)5G高性能計(jì)算、AI和IoT芯片的落地帶來(lái)更多助力，也是中國(guó)芯片彎道超車的可能路徑之一。

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