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【水星价值一二级联合研究】专精3D堆叠封装和扇出型封装 中科智芯访谈摘要
2022-04-15
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江苏中科智芯是2018年中科院微电子所发起设立的集成电路先进封装产业化基地,作为国内从事晶圆级芯片封装、扇出型封装和2.5D/3D堆叠与系统集成封装的前沿企业,同时承担了多个国家重大专项和封装产业技术升级攻关课题。

恰逢国内芯片制造与先进封装多条突破性喜讯传来之际,集微网专门走访了中科智芯管理团队,深度了解了国内外先进封装和中科智芯发展的现状及未来,以下内容为此次专访的部分摘要:

集微网:请简要介绍下什么是先进封装?

中科智芯:先进封装是当今芯片封装技术发展的热点,受到整个半导体产业链的高度关注,先进封装在工艺上采用先进的设计思路和先进的集成工艺,对芯片进行封装级重构,并且能够有效提升系统功能。业界主流认为先进封装主要是指晶圆级封装、扇出型封装、2.5D和3D堆叠封装等。通常我们把Bump、RDL、Wafer、TSV称作为先进封装的四要素,应用到其中任何一种要素,即可以称之为先进封装。其中最为先进的封装方式是扇出型封装和2.5D/3D堆叠封装,这也是中科智芯技术与产业化布局的两大主要方向。

集微网:开展先进封装的必要性是什么?

中科智芯:首先是算力需求,先进封装的技术是适应于算力的爆发式增长,利用异构封装的技术快速地将芯片整合集成起来,通过先进封装的各种组合,达到终端应用所需要的功耗、体积、性能的要求;其次是技术需求,智能手机的兴起带动了扇出集成(InFO)技术的发展,人工智能的兴起将带来2.5D/3D封装的快速迭代;先进封装被认为是超越摩尔定律不二的解决方案。再就是制造成本的需求,当下芯片制造工艺已接近材料物理极限。未来1-2nm的芯片工艺研发难度大,制造起来难度更大,成本在呈指数级增加。先进封装在实现更强性能的同时并不带来成本的大量增加。最后是工艺需求,目前芯片的集成已发展到5nm、3nm,而PCB上的集成由于受封装的影响,密度的提升和线条的提升都比较难,先进封装技术提供的集成度高,布局空间灵活,还能提高封装内部集成的功能密度。

集微网:请简要介绍下什么是芯片三维堆叠封装?

中科智芯:芯片三维堆叠封装通常包括2.5D和3D封装,业界关于3D堆叠封装大致有两种技术路线,一种是纯物理的沿Z轴方向叠加的封装;另一种对芯片封装工艺全面调整,以解决信号干扰、信号的完整性和散热等问题。这两种技术路线都可以实现单位面积上两颗或多颗芯片叠加所带来高处理能力。

集微网:三维堆叠封装需要注意哪些问题?中科智芯在这方面有什么进展?

中科智芯: 三维堆叠封装技术涉及到封装工艺的重建和改良,因此单颗芯片的失效对整个封装成品的良率产生较大影响。3D堆叠封装更需要关注芯片与封装的协同设计,需要根据产品需求共同完成终端用户的定制化需求,以最终实现成品的高性能。

契合当前国内现实的一个认识是:因为技术封锁和贸易限制,国内半导体行业先进制程前道光刻机和高性能手持终端芯片几乎不可获取,多颗芯片的3D堆叠封装技术,是解决当下这个问题的一个重要的而且可行的突破口,中科智芯和终端用户持续协同进行了完整的工艺验证,并在近期取得了重大突破。

集微网:请介绍下扇出型封装市场发展趋势?

中科智芯:目前国际国内的先进封装市场逐渐向扇出型封装和2.5/3D堆叠封装领域发展。中低密度应用的扇出型封装市场主要为封测代工企业所主导,高密度则由晶圆制造公司(IDM和Foundry)所控制。国内先进封测代工在全球先进封装市场的重要性和市场占有率,受全球半导体产业向中国转移的驱动,市场规模不断扩大,行业未来发展前景普遍看好。就市场发展状况来看,当前大多扇入/扇出型封装大都使用1-2层RDL结构配置,但受5G通讯、万物互联(IOT)、人工智能(AI)等技术的快速发展,未来先进封装主要向高端化、精细化方向发展,其中扇出型封装技术(FOWLP)备受市场青睐,发展前景一直很好。另外,晶圆级扇出型封装将越来越多地应用于高性能计算和高频射频雷达(智能汽车)等产品,预测最近5-10年期间,高端先进封装市场规模将至少以8%的复合年增长率(CAGR)增长。江苏中科智芯已经建成规模性的扇出型封装产业化能力,一直在与国内外众多客户进行持续合作。

编者按:因出于保密考虑,本次访谈不便披露受访对象姓名及职位,敏感性信息均作模糊处理。


来源:爱集微

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