3.3D、玻璃、小Chiplet、3D重叠SoIC...新一代进步前辈奔涌而来,、英特尔、、日月光等企业加码投资扩产,谁将站在下一代进步前辈封装进展浪头引领行业进展?
三星电子正开辟“3.3D进步前辈封装手艺”,目的2026年第二季度量产
近日,据韩媒报导,三星电子正在开辟面向的新型3.3D进步前辈封装手艺,并规划于2026年二季度完成量产。据悉,这项封装手艺整合了三星电子多项进步前辈异构集成手艺。
在观点图中,GPU(AI计较芯片)与LCC缓存经由过程垂直重叠的体式格局构成一个团体,与HBM内存举行互联。在二者之间应用硅桥芯片来间接连贯裸晶,而在铜RDL重布线层上引入了通明介质来接替价钱更高的硅中介层。这类设想可以或许在不就义芯片功能的前提下下降22%的出产本钱。
另外,三星电子还规划在其3.手艺中引入面板级(PLP)封装。大型方形载板将庖代面积无限的圆形,从而进一步进步封装出产服从。今朝,由台积电主导的进步前辈封装代工市场主要由无设想企业占领份额,是以三星电子但愿经由过程推出新一代3.3D封装手艺,在价钱和出产服从上拥有显著上风,以争夺更多无晶圆厂设想企业的定单。
与此同时,近日,三星电子对进步前辈封装(AVP)团队和设置装备摆设手艺实验所举行重组,以晋升团体手艺竞争力。同时举行改选的另有三星电子担任半导体营业的设置装备摆设解决计划(DS)部分。据悉,该部分新设HBM研发组。三星电子副社长、高性能DRAM设想专家孙永洙(音译)负责该研发组组长,领导团队集合研发HBM3、HBM3E和新一代HBM4手艺。
TrendForce集邦征询指出,自台积电于2016年开辟命名为整合扇出型封裝(InFO)的扇出型晶圆级封裝(FOWLP)手艺,并应用于iPhone7 手机所应用的A10后,业余封测代工厂(OSAT)业者竞相进展FOWLP及扇出型面板级封裝(Fan-out Panel Level Package, FOPLP)手艺,以供应单元本钱更低的封装解决计划。
自第二季起,超威半导体()等芯片业者踊跃联系台积电及OSAT业者以FOPLP手艺举行,动员业界对FOPLP手艺的存眷。依据环球市场研讨机构TrendForce集邦征询考察,在FOPLP封装手艺导入上,三种首要模式包孕「OSAT业者将花费性IC封装体式格局自传统封装转换至FOPLP」;「业余(foundry)、OSAT业者封装AI GPU,将2.5D封装模式自晶圆级(wafer level)转换至面板级(panel level)」;「面板业者封装花费性IC」等三大方向。
从FOPLP手艺对封测家当进展的影响面来看,第一,OSAT业者可提供低成本的封装解决计划,提升在既有花费性IC的市占,以至跨入多芯片封装、异质整合的营业;第二,面板业者跨入半导体封装营业;第三,foundry及OSAT业者可抬高2.5D封装模式的本钱布局,以至借此进一步将2.5D封装办事自既有的AI GPU市场推行至花费性IC市场;第四,GPU业者可扩充AI GPU的封装尺寸。
TrendForce集邦征询觉得,FOPLP手艺的上风及优势、进展机遇及挑衅并存。首要上风为低单元本钱及大封装尺寸,只是手艺及设置装备摆设系统尚待进展,手艺商业化的历程存在高度不确定性,预估今朝FOPLP封装手艺进展在花费性IC及AI GPU使用的量产时候点,大概分手落于2024年下半年至2026年,以及2027-2028年。
玻璃基板量产元年期近,多家大厂加快结构
近日,英特尔、AMD、三星、LGInnotek、SKC美国子公司Absolics等均将眼光高度聚焦到应用于进步前辈封装的玻璃基板手艺中。玻璃基板手艺因其优秀的功能,已成为进步前辈封装畛域徐徐升起的新星。
基板即装置硅的资料,首要起承载维护芯片与连贯下层芯片和上层的感化,它们为芯片供应了布局稳定性(硅芯片异常软弱),也是传输旌旗灯号的手法。自上世纪70年代以来,芯片基板设想发生了屡次演化,金属框架在90年代被陶瓷所庖代,而后在世纪之交陶瓷又被无机封装所庖代。而以后的处理器普遍应用主如果无机基板。
英特尔觉得,无机基板也将在将来几年达到其才能的极限,由于公司(行业其余公司亦是)将出产面向的体系级封装(SiP),拥有数十个小瓦片(tile),功耗大概高达数千瓦。此类SiP需求小芯片(chiplet)之间异常麋集的互连,同时确保全部封装在出产过程当中或应用过程当中不会因热量而曲折。
由此,玻璃基板使用而生。在客岁9月,英特尔在官网颁布了号称是“下一代进步前辈封装的玻璃基板手艺”,称或将倾覆全部芯片封装畛域。玻璃基板是指用玻璃庖代无机封装中的无机资料,其实不意味着用玻璃庖代全部基板。是以,英特尔不会将芯片安装在纯玻璃上,而是基板焦点的资料将由玻璃制成。
与无机基板相比,玻璃基板玻璃拥有怪异的特点,比方超低平整度和更好的热稳定性和机器稳定性,可将互连密度进步10倍。据英特尔所言,玻璃基板能使单个封装中的芯片面积增添五成,从而塞进更多的Chiplet;且玻璃平整度、能将光学临近效应(OPE)缩小50%,进步光刻聚焦深度。
英特尔称,玻璃基板可能为将来十年内涵单个封装上完成惊人的1万亿个奠基根底。基于对其的精良预期,近期行业内传来最新新闻,英特尔规划最快2026年量产玻璃基板。在玻璃基板技术上,英特尔已投入了约十年时候,今朝其在美国亚利桑那州领有一条完整集成的玻璃研发线。该公司暗示,这条生产线的本钱跨越10亿美圆,为了使其失常运转,需要与设置装备摆设和资料分工火伴分工,创建一个残缺的生态体系。且行业内今朝唯一少数公司可以或许担负得起此类投资,而英特尔似乎是迄今为止仅有一家开收回玻璃基板的公司。
除了英特尔,SKC美国子公司Absolics、AMD、三星等也看到了玻璃基板辽阔的进展远景。
2022年,SKC美国子公司Absolics在美国佐治亚州科文顿市斥资约3000亿韩元(约合2.22亿美圆)建立了第一家特地出产玻璃基板的工场。近日,该公司发布工场竣工并开端批量出产原型产物。业界阐发,这标志着环球玻璃基板市场进入关头时辰。
三星则已组建由三星、三星电子和器部分构成的同盟,研发玻璃基板,目的在2026年开端大规模量产,用意比英特尔更快地完成商业化。据报道,三星机电计划在往年9月前在实验出产线上装置所有需要的设置装备摆设,并于第四季度开端运营。外媒新闻表现,三星机电供应商的抉择曾经实现,Philoptics、Chemtronics、JoongwooM-Tech和德国LPKF等公司担任为该装配供应零部件。报导称,该装配旨在简化出产并遵照三星严峻的平安和自动化规范。
AMD则规划于2025~2026年推出玻璃基板,并与环球元件公司分工,坚持当先位置。据韩媒报导,AMD正对环球多家首要半导体基板企业的玻璃基板样品举行功能评价测试,规划将这一进步前辈基板手艺导入。这次介入评价测试的下游企业包孕新光电气、欣兴电子、三星机电和AT&S(奥特斯)。此前,AMD始终同韩国SKC旗下的Absolix举行玻璃基板畛域的分工。这次测试多家企业样品被视为AMD正式确认引入该手艺并预备创建成熟量产系统的标记。
相干从业者指出,玻璃虽能降服翘曲、电气功能也较好,然而瑕玷包孕易碎、难加工等。业界觉得,在实践托付以前完成量产还需要一段时候。公司的后期投资本钱也很高。纵然公司在手艺开发上投入巨资,假如营业无奈红利,它也会成为淹没本钱。
Hl Investment&Securities投资银行公司的研究员KoEui-young暗示:“玻璃基板需求重组供应链,由于需求改换设置装备摆设,而且需求进一步考证与玻璃资料相干的可靠性。”“量产的标准化事情是必需要做的,但量产时的良率是不确定的。”但从久远来看,行业共鸣是应当进展玻璃基板。
今朝,包孕SCHMID等新公司的涌现以及激光设置装备摆设供应商、显示器制造商、化学品供应商等的介入,行业内环抱玻璃芯基板逐步生成为了一些新兴供应链,形成为了多样化生态体系。行业各方正在创建合作和火伴瓜葛,以应答与玻璃基板创造相干的手艺和物流挑衅,这表明各朴直配合起劲,充沛发扬其后劲。
AI在现代的发达进展,使得玻璃基板经由此前近十年的孕育中破土而出,它遇到了最适合它的时期。在英特尔看来,玻璃基板将起首被引入到可以或许最大水平应用其的市场:需求更大形状封装(即数据中央、野生智能、图形)和更高速率才能的和事情负载。
日月光针对进步前辈封装扩产,多项进步前辈封装新技术值得等待
近日,日月光投控召开股东大会,首席运营官(COO)吴田玉暗示,到2025年AI进步前辈封装需要继续微弱,往年AI相干CoWoS进步前辈封装营收,会比本来预期增添2.5亿美圆以上,包孕CoWoS等进步前辈封装测试营收占比可进步,加快营收苏醒。
客岁,日月光经由过程子公司ISELabs,斥资2400万美元在美国加州圣何塞设置装备摆设测试产线,吴田玉预计7月12日将有该厂投产的剪彩典礼。针对将来结构今朝该公司已敲定在加州弗里蒙特建筑第二工场规划,并也将于7月12日正式颁布该项目以及投资范围。该公司还在墨西哥托纳拉购买了地皮,用于建筑芯片封装和测试工场。后续根据需要扩大产能,均不消除在日本、美国、墨西哥扩增进步前辈封装产能进步前辈封装手艺日趋进展美满是日月光往年3月下旬,日月光发布,推出小芯片(Chiplet)新互联手艺应答野生智能进展带来的多样化小芯片整合设想进步前辈封装手艺经由过程微凸块(microbump手艺应用新型金属叠层,可将芯片与晶圆互联间距大幅减少。日月暗示晋升小芯片级互联手艺开辟使用畛域,除了以外扩大至手机关头芯片。
据悉,Chiplet是异构的一个基础方面。行业人士暗示,小芯片要领代表了一种新兴的半导体设想理念,它将两个或多个分立合在分化的 SiP设想大概的单片替换计划相比,小芯片供应了更大设想灵活性、更快的上市时候、更高的良率和经济效益。小芯片性能涵盖典范处理器 SoC基础常识产权 (IP包孕中心处置单位 ()、图形处置单位 (GPU)、神经处置单位 (NPU)、I/O 和以及接口、高速缓存模仿性能(SerDes、PLL、DAC、、PHY今朝Chiplet已成为支流计划,AMD、Intel等半导体巨子配合成立了UCIe家当同盟,Nvdia A100/H100、AMD MI300支流产物均采用了Chiplet计划海内算力芯片厂商亦在倏地跟进另外,日月光控股暗示,公司继续投资新技术,2023年就一共开辟七大手艺包孕以覆晶封装举行高频宽记忆体第三代手艺聪明打线瑕疵检测手艺、扇出型封装内埋桥接芯片与被动元件、3D电压调理模组进步前辈封装手艺之内产物开辟面板级封装,高整合度SiP封装通信模组计划以及光学模组封装手艺开辟等。
台积电方面,本月初中国新闻表现周全扩张CoWoS产能,已在中国台湾地域云林县虎尾园区觅得一处进步前辈封装设置装备摆设用地。对于此新闻,台积电没有回应。
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。业内人士阐发,台积电2024年代CoWoS产量将翻倍生长至4万片,2025年升至5.5万~6万片,2026年进一步达到7万~8万片。
为了完成产能增进目的,台积电在CoWoS设置装备摆设等方面踊跃投资。在新CoWoS厂上,台积电南科嘉义园区P1晶圆厂已于往年4月开工,但近期因发掘出疑似遗迹歇工,台积电转而启动同地P2晶圆厂设置装备摆设;台积电此前另有在苗栗县铜锣设置装备摆设CoWoS工场规划遭受了水土题目。而在设置装备摆设方面,台积电已于客岁4月、6月、10月以及往年的2月下达了四波CoWoS工艺设置装备摆设定单今朝继续追单。这也很大水平的拉动着行业事迹。
台积电正在踊跃进步CoWoS封装产能的同时踊跃推进下一代SoIC封装计划落地投产。近日据行业媒体新闻,在AMD以后,苹果公司在SoIC封装计划曾经扩大和分工,预估在2025年应用手艺今朝曾经整合封装工艺构建3D Fabric体系此中分为3个部份:3D重叠手艺的SoIC系列进步前辈封装CoWoS系列以及InFo系列此中,SoIC处于前段封装,于2018年4月地下,是台积电基于CoWoS与多晶重叠(WoW)封装手艺收回的新一代立异封装手艺,这标志着具有间接为客户出产3D IC才能手艺于2022年曾经开端小量投产并且规划2026年产能扩充20倍以上。
据悉,AMD是台积电SoIC的首发客户,旗下的MI300加速卡就使用了SoIC+CoWoS封装解决计划,可将分歧尺寸性能、节点的晶粒举行异质整合今朝在位于竹南的第五座封测厂AP6出产另外,苹果对SoIC封装异常感兴趣采用SoIC搭配Hybridmolding(热塑碳纤板复合成型手艺今朝正小量试产,预计2025~2026年量产规划应用在Mac上。

