作者:鹏程
近日,相干项目传来新的静态,触及华天科技、通富微电、盛合晶微等企业。频仍的项目静态刷新和进步前辈的不息出现,不息吸引着业界存眷。
在进展趋缓的大后台下,经由过程进步前辈封装手艺来餍足体系微型化、多功能化,成为进展的新趋势。跟着进步前辈封装手艺的申明鹊起,引来一众行业厂商群雄竞逐。封测家当在中的位置愈发首要,有望成为集成电路家当新的制高点,同时也将迎来更多进展机缘。
01、封装手艺进展和进步前辈封装手艺的鼓起
自1947年美国电报德律风公司(AT&T)发现第一只以来,半导体封装手艺便随之降生。最后,封装的首要目标是将渺小的半导体晶粒维护起来,避免其遭到外界环境的传染和毁坏,同时供应电气连贯以实当初电路中的性能。
在20世纪50年代,半导体封装手艺主要以TO(小型晶体管外壳)封装为主,它应用陶瓷或金属作为外壳资料,拥有三根,用于连贯电路和供应电气接口。这类封装方式尽管简略,但为后续的封装手艺进展奠基了根底。
进入20世纪60年代,跟着中小范围集成电路手艺的敏捷进展,半导体封装手艺也迎来了首要的转折点。为了顺应集成电路晶粒上晶体管数目的增添和I/O数目的进步,封测企业开辟出了(双列直插式封装)封装方式。
到了20世纪70-80年月,跟着(LSI)手艺的涌现和外貌贴装手艺(SMT)的进展,半导体封装手艺迎来了新的变更。荷兰飞利浦公司领先开收回第一代适用于SMT工艺的扁平封装方式——SOP(小形状封装)。
扁平封装手艺的进展,不但餍足了集成电路手艺进展的需要,也为后续进步前辈封装手艺的立异供应了思绪。20世纪90年代球型矩阵封装的涌现,餍足了市场对高引脚的需要,改良了的功能。跟着科技的不息前进,的性能愈来愈壮大,但体积却越来越小。这类趋向对电子封装手艺提出了更高的请求。传统的封装体式格局曾经无奈餍足当代电子产物的需要,是以,进步前辈封装手艺应运而生。
进步前辈封装手艺的滥觞能够追溯到20世纪90年代。其时,集成电路的范围越来越大,晶体管的数目曾经达到了数百万以至数千万级别。传统的封装体式格局曾经无奈餍足大规模集成电路的封装需要,是以,一些进步前辈的封装手艺开端被研发进去。进入21世纪后,跟着、、等新兴手艺的进展,对半导体封装手艺提出了更高的请求。
进步前辈封装手艺包孕级封装(WLCSP)、3D重叠封装、体系级封装(SiP)等多种方式。此中,WLCSP手艺经由过程在统一封装中完成多个集成电路的合和重叠,显著提高了封装密度和功能。3D重叠封装手艺则经由过程将多个芯片侧面朝下搁置在相互的顶部,完成了更高的集成度和更快的旌旗灯号传输速率。SiP手艺则经由过程将多个性能分歧的在一个封装体内,完成了体系级的性能集成和简化。
02、后摩尔时期,进步前辈封装大有可为
跟着摩尔定律日渐趋缓,芯片晋升的速率放慢,在后摩尔定律时期,进步前辈封装成为晋升体系团体功能的首要突破口,行业开端由以前的“若何把芯片变得更小”转变为“若何把芯片封得更小”,进步前辈封装成为半导体行业进展的重点偏向。传统封装的性能首要在于维护芯片、电气连贯,进步前辈封装则在此基础上增加了晋升性能密度、收缩互联长度、举行体系重构三项新功能。
进步前辈封装是在不思量晋升芯片制程的情况下,起劲完成芯片体积的微型化、高密度集成,同时下降本钱,这类手艺的晋升吻合高端芯片向更小尺寸、更高功能、更偏向演进的趋向。
进步前辈封装首要朝两个偏向进展,第一是向下游晶圆制程畛域进展(晶圆级封装),直接在晶圆上实行封装工艺,首要手艺有Bumping、TSV、Fan-out、Fan-in 等;第二是向下流模组畛域进展(体系级封装),将、存储等芯片以及、等集成为一颗芯片,收缩模块体积,晋升芯片体系团体功能性和灵活性,首要手艺包孕采用了倒装手艺(FC)的体系级封装产物。
进步前辈封装手艺平日接纳更靠得住的资料和工艺,如应用进步前辈的绝缘资料和密封手艺,以确保封装体的稳定性和可靠性。这些手艺能够下降封装体因环境要素(如温度、湿度等)惹起的生效危险。进步前辈封装手艺还同意将不同范例的芯片和组件集成在一起,构成异质集成。这类灵活性使得设想职员能够依据需求抉择最好的芯片和组件组合,以餍足特定的功能需要。
尽管进步前辈封装手艺的早期投资大概较高,但长时间来看,它可以下降团体创造本钱。经由过程进步集成度和优化功能,进步前辈封装手艺能够缩小所需的芯片和组件数目,从而下降资料本钱。另外,进步前辈封装手艺还能够进步出产服从,进一步下降创造本钱。
03、AI成进步前辈封装新动能, 国产封测大厂扩产结构
跟着需要的增添,进步前辈封装手艺在进步芯片功能方面发挥着关头感化。这些手艺不但提升了芯片的传输和运算速率,还完成了芯片团体功能的晋升,使得芯片可以或许完成高密度集成、体积微型化以及本钱下降。这首要是因为摩尔定律的放缓,使得纯真依托进步前辈制程来晋升性价比愈来愈低。AI 及高性能运算芯片厂商今朝首要接纳的封装方式之一是CoWos。
据台积电预计,AI加快进展动员进步前辈封装CoWos需要倏地增进,今朝其CoWos产能提供严重,2024-2025 年将扩产,2024年其CoWos产能将完成倍增。此中,因为CoWoS设置装备摆设交期仍长达8个月,公司11月经由过程整合扇出型封装(InFO)改机增添CoWoS月产能至1.5万片;客户端,占台积电CoWoS总产能比重约40%,占比约8%。
今朝,台积电之外的供应链可增加20%CoWos产能。近年来国内外大厂踊跃推出相干产物,比方AMD Milan-X、英伟达 H100、苹果M1 Ultra、英特尔Sapphire Rapids、鲲鹏920 等。同时,跟着Chiplet 进一步催化进步前辈封装向高集成、高 I/O 密度偏向迭代,驱动国际巨子企业不息加码进步前辈封装畛域。据 Yole 数据,2026 年进步前辈封装环球市场范围475亿美圆,2020-2026年复合年均增长率(CAGR)约7.7%。
据 Omdia展望,跟着 5G、AI、HPC 等新兴使用畛域需要渗入,2035 年环球 Chiplet 市场范围有望达到 570 亿美圆,2018-2035 年 CAGR 为 30.16%。跟着中国大陆在进步前辈封装畛域的产值占环球的比例不息晋升,国产厂商在2.5D、3D进步前辈封装方面进行了首要结构,并取得了必定的打破。
长电科技:作为海内当先的封测企业之一,长电科技在进步前辈封装畛域有着显著的结构。2023年,在高性能进步前辈封装畛域,长电科技推出的XDFOI Chiplet高密度多维异构集成系列工艺已按规划进入稳固量产阶段。该手艺是一种面向Chiplet的极高密度、多扇出型封装高密度异构集成解决计划,其应用协同设想理念完成了芯片制品集成与测试一体化,涵盖2D、2.5D、3D集成手艺。2023年6月,长电微电子晶圆级微体系集成高端创造项目厂房正式封顶。该项目聚焦环球当先的2.5D/3D高密度晶圆级封装等高功能封装手艺,面向环球客户对高性能、高倏地增进的市场需要,供应从封装协同设想到芯片制品出产的一站式办事。2023年8月,长电科技动工设置装备摆设业余大规模出产制品的进步前辈封测旗舰工场,项目自动工以来尽力加快设置装备摆设,现已实现根底办法的预备并进入周全施工阶段,项目预计于2025年上半年完成设置装备摆设进厂。
通富微电:通富微电在Chiplet等进步前辈封装手艺方面取得了首要发展,并已具有Chiplet量产才能。他们为多个国际客户供应晶圆级和级Chiplet封测解决计划。台积电所用的CoWoS是2.5D封装的典范代表,通富微电异样拥有较强的手艺贮备和产业化才能。通富微电2016年收买AMD姑苏和槟城两家工场,与AMD构成“合股+分工”的计谋分工火伴瓜葛,负担了AMD包孕、客户端、游戏和等板块80%以上的封测营业,而且两边的条约曾经续签到2026年。往年5月份,通富微电进步前辈封装项目签约落户苏锡通科技家当园区。另外,通富微电于4月宣布布告称,拟收买京隆科技26%的股权。京隆科技于2002年9月30日成立,是环球半导体最大业余测试公司京元电子在中国大陆地域的仅有测试子公司,办事畛域包孕晶圆针测、IC制品测试及晶圆研磨/切割/晶粒挑选。
华天科技:作为半导体封装行业的领先者,华天科技曾经控制了FC、WB、FC+WB、FO、eSiFO、3D eSinC等封装工艺。华天科技凭仗其卓着的EMI屏障手艺、分腔屏障手艺以及立异的DSM(双面塑封)封装工艺,曾经胜利克服了SiP(体系级封装)中多个芯片高密度组合大概带来的和兼容性问题,确保了产物的稳定性和可靠性。华天科技同样在进步前辈封装畛域进行了深刻结构。Chiplet在海内方才起步,业界不少用于Chiplet的手艺都因此台积电的3D fabric为底本举行手艺立异然则,华天科技推出的eSinC手艺属于自力自立开辟的Chiplet封装手艺,无论是对公司关上Chiplet高端封装手艺畛域仍是海内进展Chiplet家当拥有庞大意思将来,在此手艺基础上进一步连系fine pitch RDL、hybrid bond高等基板等平台手艺能够进一步晋升封装密度创建残缺的Chiplet封装平台往年5月份,华天科技还在浦口经济开发区签约落户盘古半导体进步前辈封测项目。这是华天科技自2018年入驻南京以来地域结构的第四个首要家当项目,累计投资总额跨越300亿元来讲进步前辈封装手艺在AI畛域使用推进全部行业倏地进展海内企业在这畛域结构打破也预示环球合作中将饰演愈来愈首要脚色进步前辈封装不但带动了封装企业受害,产业链上下游设置装备摆设资料企业也获益另外进步前辈封装伟大市场吸收下流延长踊跃结构进步前辈封装市场。

