先进封装

先进封装是在封装单个芯片的传统集成电路封装之前对组件进行聚合和互连。先进封装允许将多个设备(电气、机械或半导体)合并并封装为单个电子设备。与传统的集成电路封装不同,先进封装采用通常在半导体制造设施中执行的工艺和技术。因此,先进封装介于制造和传统封装之间,或者用其他术语来说,介于BEoL和后制造之间。先进封装包括多芯片模块、 3D IC 、 2.5D IC 、异构集成、扇出晶圆级封装、系统级封装、绗缝封装、将逻辑(处理器)和存储器组合在单个封装中、芯片堆叠、封装中的多个芯粒或芯片、这些技术的组合等等。
先進封裝能透過縮短訊號傳輸距離來提升效能與電力效率,並在不依賴更小電晶體的情況下實現高密度的互連。這能實現異質整合(Heterogeneous Integration),讓成熟製程(如類比/IO)與尖端製程晶粒整合,有效平衡生產成本與良率。

先进的封装技术可以通过将多个器件整合到一个封装中,并通过减少信号传播距离(即减少信号路径),从而提高效率。这有助于实现性能提升,并允许器件之间进行更多连接,而不需要依赖于制造越来越难的更小晶体管。

先进的封装被认为是推动摩尔定律扩展的基础。

随着封装形式不断演进,先进封装占据的市场份额逐步扩大,先进封装所呈现出高密度、多功能、复杂度高等特点对半导体封装材料提出了更高的性能要求,下游封装厂商在选择材料供应商时也需要履行更为严苛的考核验证。

關鍵技術與產業標準
先進封裝已成為半導體產業延續摩爾定律的核心技術,對於人工智慧與高效能運算至關重要。目前主流的技術實作包含:

  • 台積電 CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate):一種基於中介層(Interposer)的封裝技術,能有效整合邏輯晶粒與高頻寬記憶體(HBM)。因應 AI 需求,其產能正以每年約 60% 的速度增長。
  • 異質整合(Heterogeneous Integration):透過將不同功能的小晶片(Chiplets)整合於單一封裝,實現系統級的最佳化。

為了推動不同供應商間的小晶片互連,產業正積極建立標準化生態系統,相關的 IP 標準化進程已成為系統開發的關鍵。

参考

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