近几年,先进封装已成为半导体越来越普遍的主题。在由多个部分组成的系列中,将深入研究实现先进封装技术,如高精度倒装芯片、热压键合(TCB)和各种类型的混合键合(HB)。 先进封装! 这就是我们要注意的地方,一些工具供应商将所有倒装芯片封装称为“先进封装”。SemiAnalysis 和大多数业内下游人士不会这么说。 因此,我们将所有凸点尺寸小于 100 微米的封装称为“先进”。 最常见的先进封装类别称为扇出。有些人会争辩说它甚至不是先进的封装,但那些人大错特错。 以Apple 为例,他们将让台积电采用应用处理器芯片,并将其与 90 微米到 60 微米数量级的更密集凸块封装到重组或载体晶圆/面板上。与传统倒装芯片封装相比,凸点密度大约高出 8 倍。 Tesla Dojo 1是集成扇出封装的另一个引人注目的例子,但在晶圆级。SemiAnalysis透露,特斯拉将在发布公告前使用这种包装类型。 在先进封装中,有 2.5D 和 3D 封装。
换句话来说,联电也将具备2.5D、3D IC与扇出型晶圆级封装能力,以满足客户先进封装之需求。 也就是说,联电也将能为其客户提供先进封装服务。 在此之前,联电进入先进封装领域有迹可循,除去年底与西门子EDA合作外,今年年初,联电也宣布携手Cadence共同开发3D IC混合键合(Hybrid Bond)解决方案,该方案联电也已准备就绪,整合跨制程的技术 联电以其丰富的晶圆凸块、堆叠式芯片及晶圆级封装等一站式服务经验,拓展至2.5D、3D IC解决方案,力求卡位先进封装商机。 编辑:芯智讯-林子
上一篇翻译了美国先进封装制造蓝图的技术分析部分(美国先进封装制造蓝图(MRHIEP):高性能计算相关的先进封装及异质集成技术),这一篇来翻译一下美国对于全球先进封装供应链的分析,没有什么技术内容 此外,《芯片法案》中的国家先进封装制造计划(NAPMP)已拨款25亿美元用于先进封装的研发。 9.4.2 创新能力的引进 e.先进封装研究 《芯片法案》和国家先进封装制造计划(NAPMP)将在未来5年投资25亿美元用于先进封装研发。 随着先进封装业务向晶圆厂后端转移,光刻、蚀刻和化学机械抛光(CMP)正成为如晶圆上芯片封装(CoWoS)、混合键合等先进封装操作的关键制造工序。 先进封装设备 先进封装设备供应商在供应这些设备方面也面临着积压订单的情况。对于晶圆厂设备供应商来说,先进封装业务在其整体工具市场中所占份额较小,因此受到的关注较少。
其目标是为美国制定一份可操作的先进封装路线图,基于异构集成路线图(HIR)并增添制造方法说明来实施 HIR。 以下是本报告的第二章关于高性能计算相关的先进封装及异质集成技术的翻译总结。 2.1 高性能计算制造路线图目标 高性能计算应用和相关先进封装技术目标如表2.1所示。 共封装光学必须与单模和多模光纤无缝接口,从光纤到PIC的通道损耗在先进的封装中小于1dB。 在未来5 - 10年内,每个PIC芯片所需的光纤数量将从现今的2 - 8根增加到接近100根。
它不仅改变了我们的生活方式,还对芯片和封装工程领域产生了翻天覆地的影响。今天分享一个来自Marvell资深工程师 Brendan Shank 的精彩报告。 三、先进封装技术的创新之路 (一)集成技术的突破 为满足 AI 对硬件的需求,行业开始探索创新解决方案。3.5D 集成技术应运而生,它能在相同的占位面积内提供更多的硅片面积。 (二)多技术协同应用 在芯片设计中,将最新的高性能节点(如 2nm、英特尔的 1.4nm、台积电的 1.8 nm)用于关键逻辑功能,而将 IO 和模拟功能置于更高效的节点,通过封装技术实现连接 此外,充分利用 2.5D、3D、3.5D 堆叠等硅片封装设计能力,推动芯片技术发展。 (三)封装的变革与挑战 传统的 JEDEC 托盘尺寸已无法满足芯片封装需求,芯片封装尺寸急剧增长。 综上所述,AI 驱动的先进封装技术正引领芯片行业迈向新的征程。尽管面临诸多挑战,但创新的步伐从未停止。未来,我们有理由期待这一领域带来更多的惊喜与突破,为科技发展注入强大动力。
本报告为2025年8月OCP APAC会议上AMd公司关于异构集成技术(Heterogeneous Integrated Technologies, HIT)主题报告,报告人为AMD异构集成技术部门高级技术人员 Devin Wu,核心围绕先进封装技术,按“引言、AMD先进封装领导力、AMD芯粒(Chiplet)技术、未来方向”四大板块展开,内容如下: 一、引言:技术背景与传统缩放挑战 1. 二、先进封装:AMD的行业领导力 AMD通过“横向(2D/2.5D)+纵向(3D)集成”路线,引领先进封装技术演进,关键技术节点时间线如下: - 2015年:推出2.5D高带宽内存(HBM) 包含加速核心裸片(XCD,6×38 AMD CDNA核心)、I/O裸片(IOD,集成256MB AMD Infinity Cache与Infinity Fabric片上网络)、CPU核心裸片(CCD,3×8“ Zen 4”核心);采用3.5D封装形式,结合3D混合键合与2.5D硅中介层,搭配HBM3内存堆叠(MI300A为8堆叠,容量128GB;MI300X为12堆叠,容量192GB)。
这种封装可以是一个芯片上集成多个存储单元,也可以是将多个 NAND 芯片以单个封装形式组合在一起。 2. • 性能提升:集成在同一封装中的 NAND 芯片可以通过共享数据通道和控制线路,提高数据传输速度和访问效率。 • 简化设计:使用单个封装简化了电路设计和PCB布局,降低了系统设计的复杂性。 当前动态 SLC/TLC/QLC 管理 • 单通道 NAND 封装从 4LUN 增加到 8LUN 或 16LUN(每 LUN 256GB)。 • 读取:16LUN * 8plane * 16KB / 20微秒 = 100GB/秒。 • TLC 极限能力: • 写入:16LUN * 8plane * 16KB / 330微秒 = 6GB/秒。 • 读取:16LUN * 8plane * 16KB / 40微秒 = 50GB/秒。
11月21日消息,美国东部当地时间周一,美国拜登政府公布了包含约30亿美元补贴资金的“国家先进封装制造计划”,旨在提高美国半导体的先进封装能力,弥补其半导体产业链的短板。 洛卡西奥声称,到2030年,美国将拥有多个大批量先进封装设施,并成为最复杂芯片批量先进封装的全球领导者。 2022年8月,美国《芯片与科学法案》正式由美国总统拜登签署生效。 目前尚不清楚,美国政府对于30亿美元的“国家先进封装制造计划”补贴申请是否也有类似的限制条款。 即便如此,已经有不少外国企业计划在美国设立先进封装厂。 长江存储“亮剑”:在美起诉美光侵犯其8项3D NAND专利! 中国大陆将拿下全球28%晶圆代工市场,但先进制程占比仅1%!
先进集成电路封装技术是“超越摩尔定律”上突出的技术亮点。在每个节点上,芯片微缩将变得越来越困难,越来越昂贵,工程师们正在把多个芯片放入先进的封装中,作为芯片缩放的替代方案。 然而,虽然先进的集成电路封装正在迅速发展,设计工程师和工程管理人员必须跟上这一关键技术的步伐。首先,让我们了解高级IC封装中不断出现的基本术语。 以下是在下一代IC封装技术中使用的10个最常见的术语的简要概述: 2.5 D封装 在2.5D的封装中,模具被堆放或并排放置在一个隔片的顶部,基于硅通孔(TSV)。 作为传统2D IC封装技术的一个增量步骤,2.5D封装使更细的线条和空间成为可能。 2.5D封装通常用于ASIC、FPGA、GPU和内存立方体。 相对于传统的GDDR5显存来说,HBM无疑是更加先进。 HBM是一种标准化的堆叠内存技术,它为堆栈内以及内存和逻辑之间的数据提供了宽通道。
然而,物理定律决定了移动每一个比特的数据都存在不可避免的能量成本,主要用于为导线电容充电 8。通过实现每秒移动数据量的巨大增长,配备HBM的系统彻底改变了其内部的能量平衡。 这些裸片之间的通信并非通过传统的引线键合,而是通过一种名为“硅通孔”(Through-Silicon Vias, TSV)的先进技术。 02 2.5D封装的集成范式 为了将HBM堆栈与主处理器(如GPU或CPU)连接起来,业界采用了2.5D封装技术 18。 独立通道:这个1024位的宽总线被划分为多个独立的内存通道(例如,一个4-Hi HBM堆栈拥有8个128位通道)。这些通道可以被并行访问,进一步提升了总吞吐量和效率 16。 增加的Bank Group和突发长度(Burst Length):DDR5将DRAM内部的Bank数量翻倍,并将最小突发长度从DDR4的8(BL8)增加到16(BL16)。
在2025年IEEE第75届电子元件与技术会议(ECTC)上,英特尔发布了一系列关于先进封装技术的研究成果,涵盖CPO/OIO、嵌入式多芯片互连桥(EMIB)的下一代演进(EMIB-T)、光互联封装集成及高精度热压焊 每个OIO芯片的核心特征包括: - 边缘设有24个光学端口,包含8个激光输入端口、8个发射端口(Tx)和8个接收端口(Rx); - 集成超材料光斑尺寸转换器(SSC),通过亚波长结构将入射光模场直径(MFD 图 8 显示了每个光学 I/O 芯粒在无偏压高加速应力测试中的端面插入损耗变化。 将其与先进封装架构(如 Foveros 和 Foveros Direct)相结合,可实现更节能、更高带宽的光子封装。 ◆ 应用场景与实际效果 低温差TCB技术已在多个先进封装场景中验证其价值: ① EMIB间距缩放:在Xeon 6处理器(Granite Rapids GNR)中,将EMIB间距缩小20%,
据业内传闻显示,继此前推出了两款面向先进封装市场的光刻机之后,光刻机大厂ASML正大举进军半导体后端制造设备市场,主要聚焦于快速增长的先进封装领域。 根据韩国媒体The Elec报导称,ASML将与外部的零部件供应商合作开发先进封装所需的整套混合键合(hybrid bonding)设备。 2024年,ASML已推出首款面向半导体后段制造的设备TWINSCAN XT:260,这是一款用于先进封装的深紫外光(DUV)光刻系统,主要应用于在中介层上形成重布线层(RDL);ASML还发布了整合DUV 此外,先进封装市场快速成长,相关设备商表现亮眼,这也成为ASML进军混合键合的重要因素之一。 贝思半导体(Besi)表示,其第四季末积压订单同比暴涨105%,主要受到了混合键合需求带动;ASMPT去年也预估,先进封装将占其总营收约四分之一。
全球AI芯片竞赛的战火,已然从制程工艺蔓延至先进封装领域。当前,台积电CoWoS产能持续满载,供不应求的局面让下游厂商焦头烂额。 在此背景下,英特尔正以其EMIB先进封装技术杀入这一由台积电长期把持的市场。 良率突破的“含金量”:跨过门槛,但硬仗在后 对于英特尔而言,90%的EMIB-T先进封装良率无疑是一剂强心针。 这意味着,从90%提升至98%的这8个百分点,其技术爬升难度可能远超从零基础开发到90%的过程。 其中,第二种封装方案确实有其优点,技术层面上效果看起来很不错。 这似乎也印证了,除了台积电以外,联发科和谷歌合作的Humufish(TPU v9x)可能还会选择其英特尔的EMIB-T先进封装技术路线。
11月22日,日本半导体材料制造商Resonac宣布,将在美国硅谷建立一个先进半导体封装和材料研发中心。 值得注意的是,11月21日消息,美国东部当地时间周一,美国拜登政府公布了包含约30亿美元补贴资金的“国家先进封装制造计划”,旨在提高美国半导体的先进封装能力,弥补其半导体产业链的短板。 美国期望通过“国家先进封装制造计划”,到2030年将拥有多个大批量先进封装设施,并成为最复杂芯片大量先进封装的全球领导者。 显然,Resonac宣布将在美国硅谷建立一个先进半导体封装和材料研发中心,也是希望能够获得美国政府关于先进封装的相关补贴。 长江存储“亮剑”:在美起诉美光侵犯其8项3D NAND专利! 中国大陆将拿下全球28%晶圆代工市场,但先进制程占比仅1%!
瞄准先进封装,TEL助力中国客户实现技术跨越 特别是在中国本土先进制程发展受限,芯片制造商纷纷转向通过Chiplet、3D集成等先进封装技术的来实现芯片性能提升的背景下,TEL也积极地顺应这一趋势,提供具有优势的设备 比如,面向先进封装与3D集成制造流程,TEL可以提供: 永久键合系统Synapse™ Si:可用于实现高精度、高产能的晶圆对晶圆(Wafer-to-Wafer)永久结合,是面向先进封装与 3D 集成制造流程中的核心设备 除了上述面向先进封装的设备外,TEL在传统晶圆制造环节的清洗和涂胶显影设备也同样具备强大的竞争力,并且部分型号也能满足先进制程的需求。 在检测方面,TEL主打的precio 系列,prexa系列,WDF,以及多单元并行探针台Cellcia,面向6、8、12英寸各级Fab厂、测试厂、封装和先进封装厂等客户,提供wafer level级各种测试 凭借贯穿晶圆制造到先进封装的全链条设备布局,TEL已成为全球半导体产业链中不可或缺的一环。
台积电:整合 3DFabric 平台,实现丰富拓扑结构组合 在 2.5D 和 3D 先进封装技术方面,台积电已将 2.5D 和 3D 先进封装相关技术整合为 “3DFabric”平台,由客户自由选配,前段技术包含 台积电更先进的垂直芯片堆叠 3D 拓扑封装系列被称为“系统级集成芯片”(SoIC),利用芯片之间的直接铜键合,具有更小间距。 三星:3D IC 封装方案强化 Chiplet 代工产业布局 三星由1990年起开启封装技术研发,目前通过 SiP 实现高端封装技术演进,主要技术趋势汇总如下: 2020 年 8 月,三星公布了 X 先进封测技术涵盖 4nm 制程,突破国内顶尖封装工艺节点。 通富微电:绑定 AMD,晶圆级封装助力 Chiplet 全球封测行业龙头,先进封装耕耘优质客户。 通富微电成立于 1997 年,并于 2007 年深交所上市,主要从事集成电路封装测试一体化业务。
7月25日消息,据中国台湾媒体报道,由于先进封装产能供不应求,台积电计划斥资近新台币900亿元(约合人民币206亿元),于竹科辖下铜锣科学园区设立生产先进封装的晶圆厂,预计创造约1500个就业机会。 据韩国媒体The Elec报导称,由于台积电CoWoS先进封装产能供不应求,台积电大客户英伟达考虑将其所需的第三代HBM(高带宽内存)及 2.5D 封装订单的10%交由三星电子。 凸显台积电CoWoS先进封装产能的吃紧程度。 台积电此前也表示,自去年起,CoWoS产能需求几乎是双倍成长,面对CoWoS先进封装产能爆满。 为此,台积电数月前就曾宣布,计划将CoWoS产能扩大40%以上,优先规划把先进封装龙潭AP3厂部分InFO制程转至南科厂,空出来的龙潭厂加大力度扩充CoWoS产能,竹南AP6厂也将加入支援,扩充先进封装制程 刘德音在此前的台积电股东会上就曾透露,受益于AI需求增加,客户端对于先进封装需求远大于台积电现有产能,迫使公司急需增加先进封装产能,在此状态下,会把CoWoS制程中的oS流程交由专业封测代工厂(OSAT
Global Technology and AI Conference),英特尔副总裁John Pitzer公开驳斥了关于英特尔晶圆代工部门可能分拆的传闻,并强调外部客户对于英特尔代工服务(IFS)提供的芯片和先进封装解决方案均有着浓厚的兴趣 此外,先进封装业务正成为英特尔代工部门的一项快速增长的业务,这主要是由于台积电CoWoS 先进封装产能出现瓶颈。John Pitzer 证实,英特尔在一些先进封装客户方面取得了良好的成功。 这清楚地表明,英特尔的EMIB、EMIB-T 和Foveros 等封装解决方案正被客户视为台积电先进封装解决方案的有效替代。 John Pitzer 强调,目前客户的接洽是基于一种溢出效应(spillover effect),也就是大约在12到18个月前,CoWoS 供应极度紧张,许多客户来到英特尔寻求其先进封装产能,使得英特尔当时对该业务感到非常兴奋 然而,尽管英特尔当时可能低估了先进封装业务的潜力,并且在让Foveros 达到预期目标方面表现可能稍逊一筹,同时台积电在增加CoWoS 产能方面做得非常好,但这段经历带来了重要的改变。
日月光投控表示,2023年第四季,封装业务较第三季减少了3%,测试业务较第三季则增长了4%,材料销售也较第三季增长了10%。 另外,全年封测事业营收将和逻辑半导体市场相仿的速度成长,而且预计有更高的先进封装与测试营收占比。 日月光投强调,今年将是“复苏的一年”,将会全力冲刺先进封装领域,同时今年的资本支出将显著增加。
6月6日消息,据Tom's hardware报道,业内传闻显示,美国航天科技大厂SpaceX 为应对自身的需求,正计划在美国德克萨斯州建立一座芯片封装厂,导入面板级扇出型封装(FOPLP)技术,而且其基板尺寸高达 目前SpaceX 大部分芯片封装是交由欧洲的意法半导体封装,部分超出产能的订单则转交给群创代工。不过,SpaceX 正积极推动自家芯片内部生产。 SpaceX并不是唯一一个计划将芯片封装带回美国的公司。台积电此前宣布的对美国追加1000亿美元投资当中,就有宣布将在美国建设两座先进封装工厂。 最近,GlobalFoundries还宣布了投资 160 亿美元扩大其在纽约和佛蒙特州工厂的半导体制造和先进封装能力。 尽管它们不像台积电运营的尖端晶圆制造厂那样强势,但封装厂在半导体供应链中同样重要。 编辑:芯智讯-浪客剑