大年夜算力浪潮下国产前辈封装技能取得了若何的造诣？面临的寻衅？_先辈_技巧

在第十六届集成电路封测家当链创新发展论坛(CIPA 2024)上，来自封装和设备行业的浩瀚专家分享了家当前沿信息，包括国产封装厂商在前辈封装方面的进展，前辈封装里前沿的创新技能，以及前辈封装如何更好地赋能大算力芯片的发展等。

海内前辈封装技能的详细进展

从传统的引线框架封装，到球栅阵列封装(BGA)、陶瓷基板封装(CBGA)、面积阵列封装(LGA)等，再到2.5D/3D封装、系统级封装(SiP)、Chiplet等，家当界努力的方向便是在一个封装内塞进更多的功能单元，以实现更高的集成度。
近几年，前辈封装技能一贯由台积电、英特尔、三星三大外洋大厂主导，不过随着需求暴涨，国产封装大厂也在前辈封装方面取得了积极的进展。

CIPA 2024上，海内长电科技、通富微电、华天科技、华进半导体等均做了分享，也提到了各自企业在前辈封装层面的进展。
比如，华天科技（昆山）电子有限公司技能专家付东之分享了华天科技在前辈封装方面所取得的成果。

华天科技（昆山）电子有限公司技能专家付东之

目前，华天科技的紧张业务范围是封装设计、封装仿真、引线框封装、基板封装、晶圆级封装、晶圆测试及功能测试、 物流配送等。
华天科技前辈封装平台的名字是Hmatrix，包括WLP（Wafer Level Package）、SLP（Strip Level Package）和eSinC（Embedded System in Chip）。
在这个体系下，华天科技也取得了一些成绩，比如在晶圆级封装WLP方面，华天科技拥有海内最大的WLP生产线，月产能达到3万多片。

其余，华天科技基于3D Matrix3D晶圆级封装平台开拓的系统集成封装技能eSinC SiP，通过集成硅基扇出封装、bumping技能、TSV技能、C2W和W2W技能，可以实现多芯片高密度高可靠性3D异质异构集成。
付东之称，华天科技也在布局2.5D封装技能。

华进半导体封装先导技能研发中央有限公司总经理孙鹏则在《后摩尔定律时期AI/HPC封装集成办理方案》分享里提到了华进半导体PDK（Process Design Kit，工艺设计套件）+EDA的前辈封装设计流程和前辈封装仿真技能。
PDK是制造和设计之间沟通的桥梁，是仿照电路设计的起始点。
孙鹏强调，要实现前辈封装，须要先有PDK。

华进半导体封装先导技能研发中央有限公司总经理孙鹏

孙鹏表示，在AI/HPC芯片设计里，芯片的电压并不高，可能是1.2V，也可能是0.7V，但是负载电流是非常胆怯的，能够达到几百个安培。
为了担保系统给芯片供电电压的稳定性，直流压降、互换纹波和电源阻抗等须要在设计前期就考虑到。
同时，前辈封装里芯片、封装与系统层级之间的电磁、热、力场的耦合滋扰越来越显著，系统性的SI/PI和热机器失落效问题也要提前考虑。

孙鹏强调，之以是说电源完全性在以前辈封装技能打造的AI/HPC芯片里，其主要性可能比旗子暗记完全性更加主要，缘故原由便是芯片内流转的电流太大了。
华进半导体的PDK+EDA方案可以实现跨芯片-封装-系统的协同设计以及跨电学、热学、力学的综合剖析，支撑2.5D/3D IC产品的方案、设计、验证和签核，以实现更好的前辈封装。

其余，华进半导体实现的前辈封装技能成果还包括：

前辈封装是一个交叉领悟的技能创新领域，涉及设计、环境、测试、材料、制造和可靠性等多学科领域。
从芯片架构来看，前辈封装关乎异构集成、互联技能、供电技能和安全技能等诸多方面。
在CIPA 2024上，也有非常多的高朋分享了前辈封装中的前沿技能。

比如，江苏微导纳米科技株式会社半导体资深发卖总监聂佳相分享了《低温镀膜工艺在半导体封测中的运用》，并先容了微导纳米的前辈封装薄膜办理方案。
聂佳相称，摩尔定律本身便是一个物理极限，可能在1nm或者某个节点就无法进行下去了，前辈封装便成为打破芯片性能瓶颈的最佳路径。
而在前辈封装中，TSV、背覆铜和稠浊键合都和镀膜技能息息相关。

江苏微导纳米科技株式会社半导体资深发卖总监聂佳相

比如在稠浊键合Hybrid Bonding中，除了铜层之间完成键合实现电气连接，两个Chip面对面的其他非导电部分也要贴合，这就须要利用CVD设备将铜补充进去完成键合。
这个过程中存在两大寻衅：其一是须要在低温环境下完成；其二是高分子材料的翘曲问题常日比较严重。

微导纳米作为海内排名靠前的薄膜设备供应商，设备类型紧张集中在CVD和ALD两大类型，能够帮助封装厂商完成难度较大的低温工艺。
比如，该公司的iTomic® HiK系列原子层沉积镀膜系统，适用于客户制程高介电常数（High-k）栅氧层、MIM电容器绝缘层、TSV介质层等薄膜工艺需求。

再比如，江苏华海诚科新材料株式会社董事陶军分享了《前辈半导体封装材料及未来趋势》。
在制程技能上，前辈封装采取如微细化焊球、超低k材料等创新技能，因此材料创新对付前辈封装而言是极其主要的。

江苏华海诚科新材料株式会社董事陶军

陶军紧张谈到了铜线键合中的一些材料发展。
在键合的过程中，如果基板或者塑封材料的pH值不得当，就可能对铜线造成堕落。
这个过程中，氯离子的含量是非常关键的，会影响基板和塑封材料的pH值，进而影响键合和封装的效果。
举例来说，当pH值为4时，键合的失落效率就会非常高。

为理解决这个问题，华海诚科和很多半导体材料供应商进行互助，取得的成果包括：分外含硅构造的环氧树脂，用陶瓷在塑封材料中替代金属，建立了一条无金属产线；用颗粒状塑封料来实现大面积封装，降落基板的翘曲问题；调节数字体系构造，将含硅环境的环氧构造和分外的环氧构造进行领悟，也能够应对翘曲的问题。

前辈封装的研发和创新，终极还是落到运用上，也便是打造大算力芯片。
根据Yole的统计数据，到2027年，估量2D/3D封装市场规模将达到150亿美元，扇出型WLP约为40亿美元，扇入型约为30亿美元，Embedded约为2亿美元。
届时，前辈封装将占整体封装市场的50%。

在CIPA 2024上，锐杰微科技集团董事长方家恩分享了《Chiplet封装技能在封装级的干系运用》，紧张磋商了海内如何发展2.5D封装技能以及Chiplet技能的落地。
方家恩认为，受限于前辈制程和HBM工艺不成熟，目前海内虽然涌现了几十乃至上百家的2.5D封装企业，但家当发展仍处于早期阶段，尤其是短缺经由验证的履历。
在这种情形下，海内该当如何用好Chiplet技能呢？

锐杰微科技集团董事长方家恩

方家恩指出，Chiplet技能发展受限于三点，一个是前辈工艺和IP，一个是互联标准，还有一个是封装技能。
在传统芯片设计里，一颗芯片可能对应两款封装。
不过，在未来打造各种功能die时，研发一颗die可能须要适配十几种，乃至是二十几种封装类型，因此是封装引领Chiplet技能发展。
未来几年，国产的Chiplet将迎来发达的发展，年复合增长率可能高达50%以上。

方家恩强调，国产要形本钱身的Chiplet生态链，这是非常主要的，也是值得大家思考和努力的。

为了实现这一点，国产芯片家当可以从几个方面入手：首先是标准方面，要拥有自己的Chiplet互联标准，目前《芯粒间互联通信协议》（Chiplets Interconnect Protocol，CIP）已经获批，并于今年1月1日正式履行；其次是前辈封装技能，跳脱出国外主导的前辈封装路线，基于传统封装和Chiplet也能够办理80%以上运用处景对高性能芯片的需求。

目前，国产芯片在同构D2D方面已经取得了一定的进展，也便是将打算SoC分拆成2个、4个或者6个，然后将其拼起来以实现更高的打算性能。
然后便是异构的，将不同的打算单元以及HBM融入高性能打算芯片中，这方面台积电的CoWoS是非常值得借鉴学习的。

方家恩在演讲中提到，海内Chiplet要想发展好，两个全流程是非常主要的。
其一是工艺全流程，办理前道和后道所有工艺问题以实现全流程；其二是开拓全流程，在设计开拓过程中对电、热、应力、可靠性等方面做到全面地考虑。

前辈封装是未来打造高算力芯片的主要技能，意味着前辈的设计思路和前辈的集成工艺。
在海内，受限于前辈工艺制程方面的影响，目前台积电、英特尔和三星的技能路线并不适用于国产前辈封装技能的发展，海内芯片家当须要走出自己的路。
比如在Chiplet领域，要率先实现工艺全流程和开拓全流程，同时也要有自己的标准，形本钱身的生态，才能够逐渐做大做强。