图形转移、新材料和新工艺、良率提升的芯片制造三大核心挑战中,未来的封装集成将发挥越来越大的作用。上游晶圆制造环节(精密图形)进展的放缓,为后道流程的新工艺和良率提升提供了更多创新空间和追赶的机会
在最近的一次半导体高峰论坛上,中国工程院院士、浙江大学微纳电子学院院长吴汉明指出,摩尔定律已走到尽头,制造工艺遇到了精密图形、新材料和工艺、良率提升的三大挑战。后摩尔时代主要驱动力有三:高性能计算、移动计算和自主感知,集成电路产业的发展也离不开全球化。
在这方面,全球排名第三、中国首屈一指的领先集成电路制造和技术服务提供商长电科技就是一个推进摩尔定律向前发展的践行者。7月6日,长电科技高管和专家围绕封测技术发展趋势及新推出的XDFOI™(Dimension Fan-out Integration)全系列解决方案,分享了其对产业发展的思考和洞察以及公司的技术创新成果。
不以为然的“封测”转向“芯片成品制造”
长电科技副总裁任霞女士表示:“现在用‘封测’来形容长电所从事的行业已不那么恰当,特别是在摩尔定律已经失速的情况下,越来越需要先进封装推进摩尔定律往前走。现在,整个半导体行业已经进入协同设计时代。”
她指出,在后摩尔时代,异构集成等微系统集成方案已成为芯片产业的新方向,以“密集”和“互连”为基础特征的先进封测技术催生了一个新的概念——“芯片成品制造”。随着芯片对性能等方面不断提出更高的要求,芯片成品制造在产业链中发挥着越来越重要的作用。
长电科技积极响应技术发展趋势,推出XDFOI™ 全系列极高密度扇出型封装解决方案,旨在为灵活实现异构集成提供低成本、高性能和高可靠性的技术支持,引领先进芯片成品制造技术创新迈向新高度。
长电科技提供的正是全方位的芯片成品制造一站式服务,其封装技术类型基本涵盖了现有的各种技术,并致力于创新像XDFOI™ 的先进封装技术。长电科技的产品、服务和技术涵盖了主流集成电路系统应用,包括网络通信、高性能计算、汽车电子、大容量存储等领域。
在全球汽车芯片短缺的大环境下,长电科技最近专门成立了设计服务事业中心和汽车电子事业中心,进一步加强与上下游产业链伙伴的合作。
IC后道流程技术含量陡增
长电科技设计服务事业部总经理文声敏博士介绍了从70年前的单个晶体管到今天采用5nm工艺制造的集成百亿晶体管的处理器的演变;特别是,随着时间的推移,先进封装工艺的迭代时间越来越短,作用也越来越大。
他指出:“在一个芯片中全部采用最新工艺是绝大多数客户所无法承受的,因为前期的研发投入都是天文数字。现在的异构集成是一种分而治之的做法。像长电科技的XDFOITM 多维先进封装技术去掉了硅中介层,从而不受制于晶圆代工厂;高密度布线层、堆叠通孔技术还能降低封装成本。”
这是不是相当于封装厂做了晶圆代工厂的事儿?答案的肯定的。IC后道流程通过各种各样的结构改变制造出新型器件,使技术能够继续沿着摩尔定律往前走,这就是“芯片成品制造”的意义和魅力所在。
他还重点介绍了焊线封装、圆片级与扇出封装、倒装封装、系统级封装和2.5/3D集成技术的工艺特点。
引领先进封装技术创新
长电科技首席技术长李春兴博士在表示:“摩尔定律前进趋缓,而信息技术的高速发展和数字化转型的加速普及激发了大量的多样化算力需求,因此能够有效提高芯片内IO密度和算力密度的异构集成被视为先进封测技术发展的新机遇。长电科技XDFOI™ 全系列解决方案以独特的技术优势为实现异构集成扩展了更多可能性。”
XDFOITM 多维先进封装技术是一种面向Chiplet(小芯片)的极高密度、多扇出型封装高密度异构集成解决方案,利用协同设计理念实现芯片成品集成与测试一体化,涵盖2D、2.5D、3D集成技术,为客户提供从普通密度到极高密度,极小尺寸到极大尺寸的一站式服务。
采用新型无硅通孔晶圆级极高密度封装设计,可以为全球客户高度关注的芯片异构集成提供高性价比、高集成度、高密度互联和高可靠性,引领先进芯片成品制造技术创新迈向新的高度。
XDFOI™ 解决方案
据介绍,相比2.5D硅通孔(TSV)封装技术,XDFOI™ 2.5D Chiplet解决方案具备更高性能、更高可靠性以及更低成本等特性,在线宽或线距达到2μm的同时,可实现多层布线;采用极窄节距凸块互联技术,封装尺寸大,可集成多颗芯片、高带宽内存和无源器件。
XDFOI™ 2.5D Chiplet解决方案
XDFOI™ 通过将不同功能的器件整合在系统封装内,可大幅降低系统成本,缩小封装尺寸。其广泛应用场景主要集中于为集成度和算力有较高要求的FPGA、CPU、GPU、AI和5G网络芯片等应用产品提供小芯片和异构封装(HiP)的系统封装解决方案。
据透露,长电科技XDFOI™ 全系列解决方案目前已完成超高密度布线,即将开始客户样品流程,预计于2022年下半年完成产品验证并实现量产。
把握创新追赶的机会
长电科技首席执行长郑力表示:“依托在封装测试领域丰富的技术积累和业界领先的研发能力以及对技术发展的敏锐洞察,长电科技积极布局热门技术市场。XDFOI™ 全系列解决方案的推出,不仅体现了长电科技强大的技术创新实力,也代表着我们向助力先进封装技术实现颠覆性突破这一目标迈进了至关重要的一步。长电科技将继续保持对技术领先力的不懈追求,不断加深与产业链上下游紧密的协同合作,共同为集成电路产业的持续发展献力。”
在本文开头提到的图形转移、新材料和新工艺、良率提升的芯片制造三大核心挑战中,未来的封装集成将发挥越来越大的作用。上游晶圆制造环节(精密图形)进展的放缓,为后道流程的新工艺和良率提升提供了更多创新空间和追赶的机会。
作为“芯片成品制造”第一人,长电科技将百丈竿头更进一步!
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