半導(dǎo)體封裝的案例
活動(dòng)推介 | optiSLang 參數(shù)化穩(wěn)健性分析——半導(dǎo)體封裝行業(yè)案例
2.5D/3D IC封裝提供更高集成度的同時(shí)，也面臨著非常多的挑戰(zhàn)。比如半導(dǎo)體器件密封性能對(duì)壽命的長短、電參數(shù)是否穩(wěn)定可靠有著關(guān)鍵的影響，然而半導(dǎo)體封裝密封檢測(cè)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果通常有一定的差異，有時(shí)甚至差異很大，常常困擾設(shè)計(jì)、研發(fā)和試驗(yàn)人員。
Ansys optiSLang為上述問題提供了別樣的解決思路，同時(shí)，Ansys optiSLang成熟的工具配套廣泛的用戶群體，為半導(dǎo)體封裝乃至2.5D/3D IC的產(chǎn)品設(shè)計(jì)都提供了強(qiáng)有力的支撐。4月22日，Ansys聯(lián)合渠道合作伙伴北京朔和科技有限公司共同推出『optiSLang 參數(shù)化穩(wěn)健性分析——半導(dǎo)體封裝行業(yè)案例』網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)，歡迎預(yù)約參加本次活動(dòng)。
時(shí)間
4月22日（星期五），10:00-10:45
面向受眾
半導(dǎo)體封裝研發(fā)設(shè)計(jì)人員、半導(dǎo)體封裝試驗(yàn)測(cè)試人員、結(jié)構(gòu)工程師、熱工程師、優(yōu)化設(shè)計(jì)工程師以及有魯棒性、可靠性計(jì)算的大專院校研究生。
渠道合作伙伴：
北京朔和科技有限公司
講師介紹：
黃華清 | Mechanical & optiSLang 專家
北京朔和科技有限公司資深結(jié)構(gòu)仿真工程師，從事Ansys仿真分析及咨詢工作多年，熟練使用Ansys Mechanical、optiSLang等，擁有豐富的結(jié)構(gòu)、熱仿真經(jīng)驗(yàn)及半導(dǎo)體行業(yè)實(shí)操項(xiàng)目經(jīng)歷。
會(huì)議大綱
半導(dǎo)體封裝um尺寸下的密封性能測(cè)試；
如何利用optiSLang探究半導(dǎo)體密封測(cè)試的模擬、試驗(yàn)誤差問題；
有效利用optiSLang在類似或更廣義的半導(dǎo)體封裝行業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和熱仿真。
展開 DNP | 開發(fā)出新一代半導(dǎo)體封裝用中繼元件中介層
這種中介層解決了隨著微縮化布線而變得明顯的 "布線層的劣化造成的布線電阻增加和布線間絕緣性降低 "的問題，并實(shí)現(xiàn)了下一代半導(dǎo)體封裝所需的高性能微縮布線。
DNP參加了由12家從事半導(dǎo)體封裝材料和設(shè)備研發(fā)公司組成的聯(lián)合體“JOINT2（Jisso OpenInnovation Network of Tops 2，昭和電工為會(huì)長單位）”，目的是建立下一代半導(dǎo)體的封裝和評(píng)估技術(shù)，為2024年大規(guī)模生產(chǎn)中介層做準(zhǔn)備。通過JOINT2的開發(fā)和與參會(huì)公司的合作，DNP將繼續(xù)推進(jìn)中介層的功能開發(fā)和量產(chǎn)，并為促進(jìn)新一代半導(dǎo)體封裝技術(shù)的發(fā)展而做出努力。
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CINNO于2012年底創(chuàng)立于上海，是致力于推動(dòng)國內(nèi)電子信息與科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國內(nèi)獨(dú)立第三方專業(yè)產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)平臺(tái)。公司創(chuàng)辦九年來，始終圍繞泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，在多維度為企業(yè)、政府、投資者提供權(quán)威而專業(yè)的咨詢服務(wù)，包括但不限于產(chǎn)業(yè)資訊、市場咨詢、盡職調(diào)查、項(xiàng)目可研、管理咨詢、投融資等方面，覆蓋企業(yè)成長周期各階段核心利益訴求點(diǎn)，在顯示、半導(dǎo)體、消費(fèi)電子、智能制造及關(guān)鍵零組件等細(xì)分領(lǐng)域，積累了數(shù)百家大陸、臺(tái)灣、日本、韓國、歐美等高科技核心優(yōu)質(zhì)企業(yè)客戶。
展開 半導(dǎo)體封裝整體解決方案
隨著半導(dǎo)體高密度先進(jìn)封裝HDAP（High Density Advanced Package）日益增長的復(fù)雜性，企業(yè)需要采用集成的工具鏈來降低呈指數(shù)增長的設(shè)計(jì)費(fèi)用。
一個(gè)完整的無縫的半導(dǎo)體封裝解決方案：
使用一套完善的可靠的工具鏈進(jìn)行設(shè)計(jì)、模擬和測(cè)試
實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式，實(shí)現(xiàn)各工具間的無縫轉(zhuǎn)換
ECAD-MCAD協(xié)同
ECAD-MCAD設(shè)計(jì)工具，應(yīng)用于電氣、熱和機(jī)械領(lǐng)域；
通過集成的ECAD-MCAD仿真生態(tài)系統(tǒng)更快地開發(fā)集成電路。
熱仿真設(shè)計(jì)
先進(jìn)封裝中最關(guān)鍵的挑戰(zhàn)之一是控制半導(dǎo)體溫度。這就是熱設(shè)計(jì)成為封裝設(shè)計(jì)工作流程中越來越重要組成部分的原因。通過保持較低的結(jié)溫，可以簡單地避免管芯附著層或C4凸塊中的裂紋或分層等問題。
使用專用CFD和FEA求解器的聯(lián)合模擬來分析復(fù)雜包裝結(jié)構(gòu)的熱和機(jī)械行為。
我想通過下面幾個(gè)簡單的步驟來說明這個(gè)過程有多簡單。
封裝設(shè)計(jì)可以使用MCAD工具，也可以直接在熱仿真工具中創(chuàng)建。我們使用Simcenter FLOEFD作為嵌入在MCAD NX環(huán)境中的CFD解決方案，以創(chuàng)建下面的封裝設(shè)計(jì)。由于FLOEFD有一個(gè)“封裝創(chuàng)建器”工具，支持使用參數(shù)化輸入對(duì)常見封裝類型進(jìn)行快速建模，因此可以在幾分鐘內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)FCBGA(倒裝芯片球柵陣列)封裝模型。參見圖1。
圖1:在FLOEFD中給NX創(chuàng)建FCBGA示例
Simcenter FLOEFD建立在智能、快速和精確技術(shù)的基礎(chǔ)上，有助于將整體模擬時(shí)間減少75%,并將生產(chǎn)率效率提高40倍。
該器件可以單獨(dú)仿真，也可以安裝在與其預(yù)期應(yīng)用類似的PCB上。
展開 半導(dǎo)體封裝工藝為什么要測(cè)量氮?dú)浠旌蠚怏w中的氫氣濃度？
在半導(dǎo)體技術(shù)快速發(fā)展的背景下，封裝工藝已成為影響電子器件性能和可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它不僅為脆弱的芯片提供物理保護(hù)，還承擔(dān)著電氣連接、散熱與環(huán)境隔離等重要功能。在這一復(fù)雜而精密的制造過程中，多種工藝氣體被廣泛應(yīng)用，其中氮?dú)浠旌蠚庖蚱洫?dú)特的物化特性，成為多個(gè)封裝工序中不可或缺的氣體材料。
然而，氫氣的易燃易爆屬性也為生產(chǎn)安全帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。如何在高效利用氮?dú)浠旌蠚獾耐瑫r(shí)，嚴(yán)格控制氫濃度、預(yù)防泄漏與燃爆風(fēng)險(xiǎn)，已成為半導(dǎo)體封裝企業(yè)必須面對(duì)的核心安全問題。
一、氮?dú)浠旌蠚怏w在半導(dǎo)體封裝工藝中的關(guān)鍵應(yīng)用
氮?dú)浠旌蠚馔ǔＳ傻獨(dú)猓∟?）和氫氣（H?）按特定比例配制而成。氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常用于形成惰性氣氛，防止高溫工藝中的氧化現(xiàn)象；而氫氣具有較強(qiáng)的還原性，可有效去除芯片表面的氧化層，改善金屬層質(zhì)量及焊接效果。兩者結(jié)合，在多個(gè)封裝環(huán)節(jié)發(fā)揮協(xié)同作用。
芯片焊接保護(hù)
在芯片與基板通過焊料連接的過程中，需在高溫環(huán)境下進(jìn)行，此時(shí)芯片金屬表面極易氧化，導(dǎo)致虛焊或連接強(qiáng)度下降。通入適當(dāng)比例的氮?dú)浠旌蠚怏w，可形成局部還原性氣氛，抑制氧化并提高焊點(diǎn)浸潤性，從而顯著提升焊接良率與器件可靠性。
退火工藝
封裝過程中的退火處理用于釋放晶圓內(nèi)部應(yīng)力、穩(wěn)定金屬薄膜結(jié)構(gòu)。氮?dú)浠旌蠚庠诖诉^程中既作為保護(hù)氣氛防止二次氧化，也借助氫氣的還原能力進(jìn)一步清除殘留氧化物，提升界面質(zhì)量。
化學(xué)氣相沉積（CVD）
在某些介質(zhì)層或鈍化層的化學(xué)氣相沉積工藝中，氮?dú)浠旌蠚饪勺鳛榉磻?yīng)氣源或載氣。通過調(diào)控氫氮比例，可影響成膜速率、結(jié)構(gòu)與成分，從而制備出如氮化硅等高品質(zhì)薄膜。
表面處理與清洗
在封裝前道工序中，晶圓或芯片表面可能吸附有機(jī)物、微粒或自然氧化層，使用含氫的混合氣體可實(shí)施還原性清洗，恢復(fù)金屬表面活性，提高后續(xù)工藝的兼容性。
展開 
ANSYS定制工具套件解決方案助力ASE集團(tuán)大幅推進(jìn)半導(dǎo)體封裝技術(shù)研發(fā)
ANSYS半導(dǎo)體事業(yè)部副總裁兼總經(jīng)理John Lee指出： “ASE的ACT解決方案可提供一個(gè)非常直觀的簡潔研發(fā)環(huán)境，其可幫助工程師高效使用現(xiàn)有的仿真工具從根本上提高他們的工作效率，將IC封裝技術(shù)和研發(fā)進(jìn)程推向新高。ASE的ACT自動(dòng)工作流程覆蓋產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，可帶來半導(dǎo)體封裝工藝的革命性突破，從而可為客戶提供前所未有的全方位支持。”
關(guān)于ANSYS, Inc.
作為全球工程仿真領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，ANSYS在眾多產(chǎn)品的創(chuàng)造過程中都扮演著至關(guān)重要的角色。無論是火箭發(fā)射、飛機(jī)翱翔長空、汽車高速馳騁、電腦和移動(dòng)設(shè)備的便捷使用、橫跨江河的橋梁還是可穿戴設(shè)備的使用，ANSYS仿真技術(shù)都盡顯卓越。我們幫助全球最具創(chuàng)新性的企業(yè)推出投其客戶所好的出色產(chǎn)品，憑借業(yè)界超高性能、豐富的工程仿真軟件產(chǎn)品組合，幫助客戶解決極為復(fù)雜的工程仿真難題，讓想象的力量賦予工程產(chǎn)品更多可能性。ANSYS成立于1970年，總部設(shè)在美國賓夕法尼亞州匹茲堡南部。訪問ANSYS官方網(wǎng)站 www.ansys.com.cn 獲取更多信息！
所有ANSYS, Inc.品牌、產(chǎn)品、服務(wù)和名稱、徽標(biāo)、口號(hào)均為ANSYS, Inc.或其子公司在美國或其它國家的注冊(cè)商標(biāo)或商標(biāo)。所有其它品牌、產(chǎn)品、服務(wù)和名稱或商標(biāo)是各所有權(quán)人的財(cái)產(chǎn)。
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展開 揖斐電決定對(duì)封裝基板進(jìn)行史上最大規(guī)模投資
對(duì)于巨額投資，揖斐電社長青木武志先生表示出了極大的信心：“為了在半導(dǎo)體行業(yè)生存下去，必須要把在高附加值產(chǎn)品中獲取的資金用于投資新一代產(chǎn)品。而且，我們的競爭對(duì)手主要來自中國大陸和臺(tái)灣地區(qū)。我們將繼續(xù)致力于高效生產(chǎn)。”
半導(dǎo)體封裝基板是一種連接IC芯片（如CPU等）和主板（Mother Board）的部件。封裝基板內(nèi)部也有線路，其主要作用是接收IC芯片與外部連接的電氣信號(hào)、為IC芯片提供電源。半導(dǎo)體的生產(chǎn)主要分為前后兩段工序，前段工序是在晶圓上刻畫線路；后段工序主要是將芯片封裝在基板上。
近年來，隨著半導(dǎo)體廠家的大幅度擴(kuò)產(chǎn)，半導(dǎo)體封裝基板市場也急劇增長。其中，尖端基板的增長尤其顯著。日本富士總研調(diào)查顯示，2022年，服務(wù)器方向高性能半導(dǎo)體封裝基板（FCBGA）的市場規(guī)模預(yù)計(jì)為1兆368億日元（約人民幣541.21億元），較2021年增長34.2%。預(yù)計(jì)2028年將達(dá)到1兆9031億日元（約人民幣993.42億元），是2021年的2.5倍。日本揖斐電和富士通旗下子公司新光電氣工業(yè)在高端基板領(lǐng)域占有極高的市占率。
迄今為止，都是“前段工序”在引領(lǐng)半導(dǎo)體性能的提升。臺(tái)積電（TSMC）、美國英特爾、韓國三星電子等多家大型半導(dǎo)體廠家一直在線路微縮化方面開展競爭。但是，這一趨勢(shì)正在發(fā)生變化。主要原因表現(xiàn)為隨著IC芯片的微縮化、高性能化發(fā)展，用于輸入、輸出電氣信號(hào)的管腳（Pin）數(shù)量也在不斷增加，“后段工序”封裝基板的線路也越來越細(xì)、越來越復(fù)雜。此外，封裝基板的尺寸也在越來越大。
（圖片出自：日本經(jīng)濟(jì)新聞）
此外，“多層化”已在半導(dǎo)體封裝基板行業(yè)取得明顯進(jìn)步。為了讓電氣信號(hào)順暢地流動(dòng)，除了簡單地繪制線路以外，還需要控制電氣的性能。因此，需要堆疊多層微米級(jí)（一微米=1/1000毫米）的絕緣樹脂。
展開 日本半導(dǎo)體封裝材料集體發(fā)力車載市場：住友電木/昭和電工/信越化學(xué)規(guī)劃信息匯總
（圖片出自：電子Device產(chǎn)業(yè)新聞）
信越化學(xué)瞄準(zhǔn)未來有望普及的碳化硅（SiC）等寬帶隙（WBG，Wide Band Gap）半導(dǎo)體元件，推出了“KMC-8000系列”塑封材料，用于更耐高溫、耐高壓的新一代功率元件。由于該系列材料有助于解決塑封工藝中的問題，因此再次受到業(yè)界關(guān)注。信越化學(xué)工業(yè)瞄準(zhǔn)到2025年前后有望繼續(xù)增長的電動(dòng)車功率元件市場，推出了這款可滿足新一代車規(guī)級(jí)200度連接溫度的塑封材料。
群馬事業(yè)所（日本群馬縣安中市）是信越化學(xué)最先進(jìn)的試做、研發(fā)中心。該據(jù)點(diǎn)通過與海外量產(chǎn)工廠攜手合作，可在短時(shí)間內(nèi)推出豐富多彩的新產(chǎn)品，以應(yīng)對(duì)客戶的多樣化需求、創(chuàng)造更多業(yè)務(wù)機(jī)會(huì)。
2022年中國先進(jìn)封裝用PSPI材料市場分析報(bào)告
第一章：PSPI材料市場綜述
1. PSPI主要應(yīng)用市場介紹
2. PSPI在RDL工藝應(yīng)用介紹
第二章：全球晶圓代工及先進(jìn)封裝市場發(fā)展趨勢(shì)
1. 2018-2025年全球晶圓代工產(chǎn)能增長趨勢(shì)
2. 2018-2025年全球晶圓代工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
3. 2018-2025年全球先進(jìn)封裝市場發(fā)展趨勢(shì)
4. 2021年全球先進(jìn)封裝制造商市場格局
第三章：全球及中國先進(jìn)封裝用PSPI需求趨勢(shì)
1. 2020-2026年全球及中國先進(jìn)封裝用PSPI需求趨勢(shì)
2. 2020-2026年全球及中國先進(jìn)封裝用PSPI市場規(guī)模趨勢(shì)
第四章：PSPI材料企業(yè)主要信息
1. 全球及中國PSPI主要企業(yè)
2. 中國大陸先進(jìn)封裝PSPI市場競爭格局
3.
展開 白光3D輪廓測(cè)量儀滿足時(shí)下半導(dǎo)體封裝測(cè)量需求
近年來，面對(duì)持續(xù)高漲的芯片需求，半導(dǎo)體行業(yè)生產(chǎn)迎來了高難度挑戰(zhàn)——對(duì)芯片工藝要求更精細(xì)，從5nm到3nm，甚至是2nm。“先進(jìn)封裝”的提出，是對(duì)技術(shù)的新要求，也是對(duì)封裝工藝中材料和設(shè)備的全新考驗(yàn)。
芯片身上布控著幾千萬根晶體管，而晶體管越小，可放置的晶體管越多，性能也將越高。芯片的進(jìn)化就是晶體管變小的過程。晶體管密度更大、占用空間更少、性能更高、功率更低，但挑戰(zhàn)也越來越難以克服。小尺寸下，芯片物理瓶頸越來越難以克服。尤其在近幾年，先進(jìn)節(jié)點(diǎn)走向10nm、7nm、5nm......白光3D輪廓測(cè)量儀適配芯片制造生產(chǎn)線，致力于滿足時(shí)下半導(dǎo)體封裝中晶圓減薄厚度、晶圓粗糙度、激光切割后槽深槽寬的測(cè)量需求，助力半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展。
W1白光3D輪廓測(cè)量儀X/Y方向標(biāo)準(zhǔn)行程為140*100mm，滿足晶圓表面大范圍多區(qū)域的粗糙度自動(dòng)化檢測(cè)、鐳射槽深寬尺寸、鍍膜臺(tái)階高、彈坑等微納米級(jí)別精度的測(cè)量。
臺(tái)階高精確度：0.3%
臺(tái)階高重復(fù)性：0.08 % 1σ
縱向分辨率：0.1nm
RMS重復(fù)性：0.005nm
橫向分辨率（0.5λ/NA）：0.5um~3.7um
特點(diǎn)：粗糙度測(cè)量、彈坑測(cè)量、測(cè)量尺寸6英寸以下。
W3白光3D輪廓測(cè)量儀X/Y方向標(biāo)準(zhǔn)行程為300*300mm，超大規(guī)格平面、兼容型12英寸真空吸附盤能檢測(cè)12寸及以下尺寸的Wafer；氣浮隔振設(shè)計(jì)&吸音材質(zhì)隔離設(shè)計(jì)，確保儀器在千級(jí)車間能有效濾除地面和聲波的振動(dòng)干擾，穩(wěn)定工作；自動(dòng)化測(cè)量半導(dǎo)體晶圓。
展開 斗山集團(tuán)即將完成半導(dǎo)體封裝企業(yè)Engion收購！明年一月起納入子公司
CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，斗山集團(tuán)（Doosan Group）對(duì)半導(dǎo)體封裝企業(yè)Engion的收購進(jìn)入收尾階段。預(yù)計(jì)本次收購與今年4月收購的與Tesna將發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。
據(jù)業(yè)界19日消息，斗山集團(tuán)即將完成對(duì)Engion公司的收購工作，并將于明年1月1日將其納入旗下公司。據(jù)悉，最終收購金額比去年討論的250億~300億韓元相比更加低。
后工程業(yè)內(nèi)人士表示，“斗山集團(tuán)與Engion之間的收購談判已經(jīng)完成”，“據(jù)了解，斗山集團(tuán)計(jì)劃明年1月1日將把Engion正式納入子公司。”
斗山集團(tuán)相關(guān)人士透露：“目前正在進(jìn)行Engion收購，如果沒有特別的問題的話，即將會(huì)完成收購”，“除此之外也在考慮多種半導(dǎo)體企業(yè)投資”。
Engion是一家供應(yīng)晶圓測(cè)試后所需的晶圓背面研磨切割拋光（Back grinding）、采用鉆石切割刀分離芯片（Sawing）、從分離后的芯片中挑選合格品進(jìn)行重新排列工藝（Reconstruction）等的企業(yè)。Back grinding和Sawing分別研磨晶圓背面的工藝和將芯片單獨(dú)分離的工藝，是封裝所需的作業(yè)。Reconstruction是挑選良品芯片進(jìn)行重新排列的工藝。
斗山集團(tuán)稱此次收購是為了構(gòu)筑半導(dǎo)體后工程交鑰匙（Turn key）服務(wù)的一部分。半導(dǎo)體行業(yè)把從晶圓測(cè)試→封裝→封裝測(cè)試的過程稱為后工程交鑰匙服務(wù)。Doosan Tesna目前只經(jīng)營晶圓測(cè)試和封裝測(cè)試業(yè)務(wù)，尤其對(duì)晶圓測(cè)試的銷售依賴度很高。在前三季度的總銷售額中，晶圓測(cè)試的營收占比為95.8%。
業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，斗山集團(tuán)通過收購Engion不僅將擴(kuò)大封裝業(yè)務(wù)銷售額，還將帶來封裝測(cè)試客戶的增加。也就是說晶圓測(cè)試后所錯(cuò)過的封裝測(cè)試物量可以在斗山集團(tuán)內(nèi)連續(xù)進(jìn)行。
展開 一文看懂封裝基板
SIP是為整機(jī)系統(tǒng)小型化的需要，提高半導(dǎo)體功能和密度而發(fā)展起來的。SIP使用成熟的組裝和互連技術(shù)，把各種集成電路如CMOS電路、Ga As電路、Si Ge電路或者光電子器件、MEMS器件以及各類無源元件如電阻、電容、電感等集成到一個(gè)封裝體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的功能。
目前，半導(dǎo)體封裝處于第三階段的成熟期與快速增長期，以BGA/CSP等主要封裝形式開始進(jìn)入規(guī)模化生產(chǎn)階段。同時(shí)，以SiP和MCM為主要發(fā)展方向的第四次技術(shù)變革處于孕育階段。
半導(dǎo)體封裝材料
半導(dǎo)體元件的封接或封裝方式分為氣密性封裝和樹脂封裝兩大類，氣密性封裝又可分為金屬封裝、陶瓷封裝和玻璃封裝。封接和封裝的目的是與外部溫度、濕度、氣氛等環(huán)境隔絕，除了起保護(hù)和電氣絕緣作用外，同時(shí)還起向外散熱及應(yīng)力緩和作用。一般來說，氣密性封裝可靠性高，但價(jià)格也高。目前由于封裝技術(shù)及材料的改進(jìn)，樹脂封裝已占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但在有些特殊領(lǐng)域（軍工、航空、航天、航海等），氣密性封裝是必不可少的。
按封裝材料可劃分為：金屬封裝、陶瓷封裝（C）、塑料封裝（P）。采用前兩種封裝的半導(dǎo)體產(chǎn)品主要用于航天、航空及軍事領(lǐng)域，而塑料封裝的半導(dǎo)體產(chǎn)品在民用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
展開 3D封裝成半導(dǎo)體大廠PK焦點(diǎn)，英特爾臺(tái)積電三星中芯國際各有千秋
近幾年來，受限于工藝、制程和材料的瓶頸，摩爾定律的演進(jìn)開始放緩，芯片的集成越來越難以實(shí)現(xiàn)，3D封裝開始被認(rèn)為是后摩爾時(shí)代集成電路的一個(gè)重要發(fā)展方向。英特爾、臺(tái)積電、三星等半導(dǎo)體大廠都對(duì)3D封裝技術(shù)給予了高度重視。在日前舉辦的“架構(gòu)日”活動(dòng)中，英特爾發(fā)布了3D封裝技術(shù)Foveros，首次在邏輯芯片中實(shí)現(xiàn)3D堆疊，對(duì)不同種類芯片進(jìn)行異構(gòu)集成。臺(tái)積電則重點(diǎn)開發(fā)SoIC 技術(shù)。三星亦重金打造3D SiP系統(tǒng)級(jí)封裝。預(yù)計(jì)未來幾年中，3D封裝技術(shù)將成為半導(dǎo)體一線龍頭廠商之間競爭的焦點(diǎn)。
延續(xù)摩爾定律新途徑
半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的不二法則一直是致力于制造尺寸更小、處理速度更快、成本更低的晶體管，以獲取更大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和更高的銷售收入。1965年，英特爾公司創(chuàng)始人之一戈登·摩爾預(yù)測(cè)，每18個(gè)月芯片集成的晶體管數(shù)量將實(shí)現(xiàn)翻倍，成本下降約一半。但是隨著產(chǎn)業(yè)進(jìn)入更先進(jìn)的加工技術(shù)節(jié)點(diǎn)，摩爾定律受到越來越大的挑戰(zhàn)，僅靠縮小線寬的辦法已經(jīng)無法同時(shí)滿足性能、功耗、面積以及信號(hào)傳輸速度等多方面的要求。在此情況下，越來越多的公司開始把注意力放在系統(tǒng)集成層面尋求解決方案，3D封裝技術(shù)開始扮演重要角色。
英特爾的首席架構(gòu)師Raja表示，新的封裝技術(shù)可以徹底改變目前的芯片架構(gòu)，可以往芯片上方再疊加芯片。如果在處理器芯片上疊一顆5G基帶芯片，那么支持5G的處理器就誕生了。
在第二屆中國系統(tǒng)級(jí)封裝大會(huì)上，華為硬件協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室首席架構(gòu)師吳伯平表達(dá)的觀點(diǎn)也很相似。吳伯平表示，盡管封裝也在追趕摩爾定律的速度，但因?yàn)?em>封裝有多樣性，封裝與摩爾定律的趨勢(shì)并非完全一致。現(xiàn)在的趨勢(shì)之一就是把很多芯片封裝在一個(gè)大芯片內(nèi)，這種“組合”的方式是未來的大趨勢(shì)。
其實(shí)，3D封裝技術(shù)并不新鮮，芯片間的垂直堆疊的技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)多年。
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專訪賽伍技術(shù)李阜陽：半導(dǎo)體國產(chǎn)化材料市場之機(jī)遇，打造封裝膠帶全產(chǎn)品矩陣
在新產(chǎn)品與新技術(shù)的布局方面，賽伍技術(shù)圍繞傳統(tǒng)封裝用膠帶進(jìn)口替代，先進(jìn)封裝制程與客戶共同開發(fā)材料的方向進(jìn)行規(guī)劃。
目前賽伍技術(shù)已經(jīng)布局了多款新產(chǎn)品，包括激光隱形切割膠帶、研發(fā)膠帶系列、抗靜電晶圓切割藍(lán)膜系列、CMP固定膠帶ST系列、砷化鎵芯片熱減粘膠帶、被動(dòng)元器件MLCC/LTCC/電桿用冷剝離膠帶等。“部分產(chǎn)品已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。”李阜陽透露。
建立半導(dǎo)體封裝膠帶產(chǎn)品矩陣以抓市場機(jī)遇
隨著全球半導(dǎo)體市場的蓬勃發(fā)展，半導(dǎo)體膠帶市場的競爭也愈發(fā)激烈。在全球范圍內(nèi)，半導(dǎo)體膠帶市場由一些知名企業(yè)主導(dǎo)，如日東電工、古河電、Lintec、Denka等，而這個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，國產(chǎn)占比只有10%左右。
中國的半導(dǎo)體膠帶市場潛力巨大，但國內(nèi)該領(lǐng)域的企業(yè)與全球領(lǐng)先企業(yè)之間在技術(shù)差距和市場份額方面仍存在差距。全球領(lǐng)先企業(yè)擁有長期的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和市場份額積累，其產(chǎn)品具有穩(wěn)定性和可靠性，其與國內(nèi)企業(yè)的技術(shù)差距主要表現(xiàn)在產(chǎn)品性能、精度和適用范圍等方面。
李阜陽坦言：“差距仍然巨大。當(dāng)下半導(dǎo)體膠帶市場，有許多國內(nèi)涂布企業(yè)均進(jìn)入該領(lǐng)域，不過大多以PKG封裝切割減粘膜為主戰(zhàn)場，圍繞著基板切割用途的這種簡單膠帶制造，集中在半導(dǎo)體后段工序的初級(jí)膠帶，用于切割支持，制程風(fēng)險(xiǎn)比較低。”
據(jù)李阜陽介紹，相對(duì)于進(jìn)口品牌賽伍技術(shù)的國產(chǎn)化膠帶產(chǎn)品是有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。目前賽伍技術(shù)已經(jīng)成功具備在環(huán)氧、丙烯酸、聚氨酯等多種技術(shù)體系的膠帶或膠膜研發(fā)能力，覆蓋了晶圓制造的前段、后段的工藝環(huán)節(jié)，如前段的研磨類的研磨膠帶、CMP固定膠帶、后段的切割膠帶等，完成了從頭到尾晶圓制造工藝的產(chǎn)品布局，擁有能夠提供整體解決方案的能力。
對(duì)于要如何打造具有競爭力的半導(dǎo)體國產(chǎn)化膠帶產(chǎn)品？
展開 富士電機(jī)介紹最新IGBT封裝技術(shù)
富士電機(jī)在6月14日舉行的“2012最尖端封裝技術(shù)研討會(huì)”的分會(huì)“EV與HEV時(shí)代功率電子的最新技術(shù)動(dòng)向”上發(fā)表演講，介紹了該公司的功率半導(dǎo)體封裝及IGBT模塊封裝。此次的研討會(huì)由日本電子封裝學(xué)會(huì)主辦，會(huì)場與JPCAShow2012(2012年6月13日～15日)一樣設(shè)在東京有明國際會(huì)展中心。
演講者為富士電機(jī)電子元件業(yè)務(wù)本部松本工廠技術(shù)統(tǒng)括部封裝技術(shù)部部長菊地昌宏，演講題目為“功率元件封裝的最新情況與封裝技術(shù)的課題”。菊地首先介紹了該公司為車載功率半導(dǎo)體封裝提供的解決方案——高密度封裝與支持175℃高溫的封裝。
前者的具體實(shí)例是在控制IC上縱向安裝功率半導(dǎo)體的CoC(chiponchip)封裝，存在的課題是，如何減少兩個(gè)裸片之間的薄膜粘合劑的線性膨脹系數(shù)。關(guān)于后者，菊地介紹道，選擇分立封裝后，將支持溫度由原來的150℃提高到了175℃，但是，“因小型化存在界限，今后還是需要提高工作保證溫度以替代分立封裝”。
隨后，菊地將話題轉(zhuǎn)移到了用于EV/HEV的馬達(dá)控制等用途的IGBT模塊上。先介紹了富士電機(jī)的IGBT模塊歷史，然后將該公司的產(chǎn)品分成了四類，分別為以高電流密度為特點(diǎn)的“V-EP、PC系列”，以大電流、高耐壓及-55℃保證溫度為特點(diǎn)的“HPM”，以大電流、高電流密度為特點(diǎn)的“PrimePACK”，以及以高可靠性為特點(diǎn)的“HEV-PACK”。
而且，菊地還以其中的PrimePACK為例，介紹了此類產(chǎn)品使用的三項(xiàng)技術(shù)，包括(1)散熱管理設(shè)計(jì)，(2)超聲波端子焊接技術(shù)，(3)高可靠錫焊技術(shù)。
(1)散熱管理設(shè)計(jì)方面，通過采用封裝的熱模擬技術(shù)，優(yōu)化了IGBT芯片布局及尺寸，從而在相同的ΔTjc條件下，成功實(shí)現(xiàn)了比原來高約10%的輸出功率
(2)超聲波端子焊接技術(shù)可將此前使用錫焊方式連接的銅墊與銅鍵合引線直接焊接在一起(圖2)。
展開 從DIP談起，半導(dǎo)體封裝歷史回顧
DIP 封裝（1964-1980 年代）
DIP 于 1970 年代推出，并在表面貼裝技術(shù)推出之前的十年內(nèi)一直是主角。DIP 在實(shí)際半導(dǎo)體周圍使用塑料外殼，并具有兩排平行的突出電引腳，稱為引線框，連接到下方的 PCB（印刷電路板）。
實(shí)際的die則通過鍵合線連接到兩個(gè)引線框架，這兩個(gè)引線框架可以連接到印刷電路板 (PCB)。
像許多早期的半導(dǎo)體發(fā)明一樣，DIP 是由 Fairchild semi 于 1964 年創(chuàng)建的。DIP 封裝是一種復(fù)古的標(biāo)志性設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)選擇是可以理解的。實(shí)際的裸片將完全用樹脂密封，因此可靠性高且成本低，許多最早的標(biāo)志性半導(dǎo)體都是以這種方式封裝的。請(qǐng)注意，die是通過導(dǎo)線連接到外部引線框架，這使其成為一種“引線鍵合”封裝方法。稍后再談。
下面是 Intel 8008——實(shí)際上是最早的現(xiàn)代微處理器之一。請(qǐng)注意，它是標(biāo)志性的 DIP 包裝。所以如果你看到那些看起來像小蜘蛛的半導(dǎo)體的時(shí)髦照片，那就意味著這只是一個(gè) DIP 封裝類半導(dǎo)體
然后將這些小金屬片中的每一個(gè)都焊接到 PCB 上，在那里它與其他電氣元件和系統(tǒng)的其余部分接觸。下面是如何將封裝焊接到 PCB 板上。
PCB 本身通常由銅或由非導(dǎo)電材料層壓的其他電氣元件制成。然后，PCB 可以將電力從一個(gè)地方路由到另一個(gè)地方，讓組件相互連接并相互通信。請(qǐng)注意焊接到 PCB 上的每個(gè)電路之間的細(xì)線，這些是嵌入的電線，用作從一塊到一塊的導(dǎo)管。那就是封裝的“封裝”部分，PCB是封裝的最高層次。
展開 三星電機(jī)｜計(jì)劃約59億元在越南投建FC-BGA工廠
三星電機(jī)半導(dǎo)體封裝基板（CPU用）產(chǎn)品圖片
根據(jù)韓媒ETNews報(bào)道，三星電機(jī)12月23日召開董事會(huì)，決議投資1.102萬億韓元(59億美元) 投資越南法人FC-BGA生產(chǎn)設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。投資將在2023年之前分階段進(jìn)行。三星電機(jī)計(jì)劃將精力集中在預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)高增長的半導(dǎo)體封裝基板業(yè)務(wù)上。
半導(dǎo)體封裝基板是連接高密度半導(dǎo)體芯片和主基板，傳遞電信號(hào)和電力的產(chǎn)品。隨著5G、人工智能(AI)、電裝等半導(dǎo)體高性能化，基板層數(shù)增加，為實(shí)現(xiàn)微細(xì)電路、層間細(xì)微整合、整機(jī)厚度降低的超薄化等高難度技術(shù)。
FC-BGA是半導(dǎo)體封裝基板中最難制造的產(chǎn)品。是一種將半導(dǎo)體芯片和主基板以Flip Chip Bump連接的高密度封裝基板，。
隨著服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)等需要高速信號(hào)處理的各種應(yīng)用需求的增加，F(xiàn)C-BGA有望在中長期內(nèi)每年實(shí)現(xiàn)14%以上的增長。以移動(dòng)、PC用高多層、大型化為中心需求持續(xù)增加，預(yù)計(jì)到2026年FC-BGA將出現(xiàn)供應(yīng)緊缺。
三星電機(jī)此次投資，將積極應(yīng)對(duì)配套基板需求的增長，中長期為搶占網(wǎng)絡(luò)等高附加值產(chǎn)品市場奠定基礎(chǔ)。
三星電機(jī)社長張德賢表示：“隨著半導(dǎo)體高性能化和5G、AI、云的擴(kuò)大，高性能半導(dǎo)體封裝基板越來越重要，需求不斷增加”，并稱“三星電機(jī)基于差異化的技術(shù)實(shí)力開發(fā)半導(dǎo)體封裝基板，我們將為客戶提供有價(jià)值的體驗(yàn)。“
未來三星電機(jī)越南生產(chǎn)法人將成為FC-BGA生產(chǎn)基地。水源和釜山工廠將作為技術(shù)研發(fā)和高端產(chǎn)品生產(chǎn)基地。
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