【CIPA 2022 观点】后摩尔行业生态——2.5D、3D封装的市场及解决方案

10月27日,以“攻坚共克难,聚力芯封测”为主题的第十四届中国集成电路封测产业链创新发展高峰论坛在无锡太湖国际博览中心举行。

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长电科技子公司江阴长电先进有限公司总经理郑芳为我们分享《高阶封装市场发展机遇及挑战》

长电科技作为全球第三,大陆第一的OSAT,业务范围涵盖低端到高端的各类封装类型,在晶圆级封装、系统级封装和多维度的集成封装里的业务都已经有布局,并且走向成熟。


长电科技先进封装的平台涵盖了2D、2.5D和3D。2D主要是在汽车与移动的应用方面,还有通信,包含了Chip-last和Chip-first。整个2.5D的主要是在汽车和计算方面的应用,主要是Chip-last。3D是正在研发,而且进展非常顺利的,我们是在Chip on Chip方面,主要用于医疗及传感器的面对面的Density Fan Out的Package的方面。长电科技在面向Chiplet异构集成方面推出了XDFOI综合技术平台,包含多种先进集成方案,长电给所有的客户们提供了一个自助的服务,中档、高档都有,非常自由、非常灵活、先进的平台。在线宽线距方面,我们对国产的光刻设备有一个更高的要求,光刻应用的封装尺寸要普遍大于一个reticle size的光刻机制,针对2um以下线宽线距布线检测的国产AOI检测设备仍有很大的发展空间。 


在材料方面,长电科技封装内部布线层数达到5层以上,向6P6M研究,达到5层以上的通孔堆叠的平整度和均匀性都有很高的要求,对电镀机台和电镀药水要求更高,诚邀相关材料厂商洽谈。

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华进半导体封装先导技术研发中心有限公司总经理孙鹏为我们分享《华进TSV 2.5D和3D封装解决方案》

先进封装从哪里开始切分?这里的概念比较多,有的会说是从Bump开始,有的会说FC开始,借用Yole的概念,先进封装的切入从Flip Chip开始算,也就是说Flip Chip BG和Flip Chip CSP是先进封装的开端。Flip Chip之后的发展,越来越多样化了,在这里有很多FAB,就是台积电、英特尔、三星等,本质上不是传统意义上的所谓封测厂商,实际上要么就是FAB,要么就是IDM,带来了很多特色工艺。比如说这里面有2.5D,这是2010年从台积电发展出来的,3D也是从三星和海力士发展出来的。我们看到Foveros技术和EMIB技术,这个技术是英特尔带过来,所以整个产业链现在是战国的状态,尤其先进封装是百花齐放。


回到2.5D技术,在2010年代,在Xilinx做FPGA的时候就引入了2.5D封装,当时的主要目的是将单一的SoC切成四块比较小的SoC,提升整个产品的良率。从2010年Xilinx介入开始,超算、GPU这样的应用越来越多地看到了2.5D的身影。后五年我们又看到很多做AI、人工智能的,他们也用2.5D封装他们的芯片,大家可以看到寒武纪、百度都在用2.5D封芯片。主要的好处就是用2.5D系统封装,能提供一个非常高容量的DRAM。这个2.5D封装有一个硅基板,硅基板提供的线宽线距是非常细密的,台积电提供的是0.4微米和0.4微米,也就是一个亚微米的互联,旁边多层堆叠就是DRAM,DRAM是动态存储,提供的数据吞吐是给旁边的XPU,我们认为CPU可以使用,GPU也就可以使用。2.5D在推出来的10多年为什么一直可以发展,虽然成本很高,最核心的就是在于2.5D封装硅转接板提供的超密互联目前还是唯一的解决方案,就是主控芯片SOP到HMB之间还是唯一一个解决方案。


Chiplet实际上是将晶圆成本降低,但是封测成本会增加,不过整个系统的成本会降低,所以它是一个系统降成本的概念。


华进平台主要的功能第一包括设计仿真,第二是中道晶圆级封装技术、微系统集成和测试服务,我们可以提供从前到后完整的体系。中道工艺(Interposer)是我们的核心工艺,能够进行封装设计,接下来就是晶圆级制造、配套的后道。设计部分主要对接封测厂商、IC设计企业等,还有进行前仿真与后仿真。我们做Interposer本身,做Interposer中间的互联结构,正反面的V2块结构,从前道的FAB到到组装结构都提供这样的服务。针对2.5D assemmbly也有相对应的工艺,例如RDL first Fan Out、SoW等。



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先进封装设备类似前道晶圆制造设备,供应商受益先进封测产业增长。随着先进封装的发展,Bumping(凸块)、Flip(倒装) 、TSV 和 RDL(重布线)等新的连接形式所需要用到的设备也越先进。以长球凸点为例,主要的工艺流程为预清洗、UBM、淀积、光刻、焊料 电镀、去胶、刻蚀、清洗、检测等,因此所需要的设备包括清洗机、PVD 设备、光刻机、 刻蚀机、电镀设备、清洗机等,材料需要包括光刻胶、显影剂、刻蚀液、清洗液等。为促进行业发展,互通有无,欢迎芯片设计、晶圆制造、装备、材料等产业链上下游加入艾邦半导体先进封装产业链交流群。

作者 808, ab