「腾博游戏官方入口」半导体行业增速放缓,先进封装技术带来新机会

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腾博游戏官方入口,半导体行业正处于转折点。芯片越先进,设计和制造成本就越高,关于摩尔定律“消亡”的争论无休止。目前,先进的包装技术越来越受到人们的重视,它被认为是延续摩尔定律的一种新方法。

芯片的垂直产业链包括设计、制造和密封。在整个半导体行业今年增速放缓,甚至有可能出现负增长的背景下,先进封装行业仍有望高速增长。英特尔、三星和TSMC等芯片巨头也经常展示他们的新技术。

近日,在英特尔高级封装技术大会上,英特尔院士兼技术开发部联合总监拉维·马哈扬(ravi mahajan)告诉第一财经等媒体,“整个行业都在不断推动高级多芯片封装架构的发展,以更好地满足高带宽和低功耗的需求。英特尔有许多关键的基础技术,包括emib、foveros和co-emib,它们是高密度微通道板(多芯片封装)的关键。”

根据yole的《先进封装行业现状(2019年版)》报告,半导体行业在2017年和2018年经历了两位数的增长,在创纪录的收入后,2019年增长将放缓(同比负增长)。然而,高级包装仍有望保持增长势头,同比增长约6%。

报告预测,2024年先进包装市场将实现8%的复合年增长率,市场产值将达到440亿美元。相反,同期传统包装市场的复合年增长率仅为2.4%。总体而言,集成电路封装市场的综合年增长率将达到5%。

传统的原始设备制造商如日月和江苏长店正面临来自TSMC、UMC和其他晶圆厂的竞争。这些晶圆厂已在行业内经营数年,TSMC正在争夺高端封装业务,英特尔和三星等idm制造商也有密封测试业务。

例如,在3d封装领域,TSMC预计在2020年引入大规模生产soic(系统集成单片)和wow(晶圆对晶圆)等3d封装技术,并将在2021年大量生产。

你如何看待TSMC包装技术?英特尔封装研究部门组件研究部门的总工程师阿黛尔·埃尔舍尔比尼(Adel elsherbini)表示,“英特尔的3d封装技术结合了3d和2d堆叠的两大优势,这是TSMC soic在这一领域无法做到的。第二是我们的odi全向互连,这可以通过小芯片之间的布线间隙来实现,这也是我们和soic之间的差异。”

小芯片是一种物理硅片,封装了一个完整的ip子系统。通过封装级集成,将多个小芯片与底层基础芯片封装在一起,形成多功能异构系统封装芯片。通过这项技术,工程师可以在一个芯片库中组装不同技术的小芯片,以实现不同的功能,如构建模块。

Adel表示,通过连接具有不同功能属性的小芯片,并将它们放置在同一个封装中,可以实现接近单个芯片的特性和功能。

为了实现这一目标,英特尔还引入了一系列技术,从垂直和水平角度实现更高密度的多芯片集成。本发明涉及一种用于堆叠管芯的高密度垂直互连,可以大大提高带宽,同时实现高密度管芯堆叠。第二个是全球水平互连,随着未来小芯片的使用,这将变得越来越流行。第三是全方位互连,“通过全方位互连,我们可以实现三维叠加带来的前所未有的性能。”

然而,在延续摩尔定律的同时,先进的封装也面临许多挑战,如散热和测试难度。

散热是3d堆叠中最困难的问题之一。由于芯片上下垂直堆叠,热量很难消散。对此,ravi mahajan表示,冷却是3d封装技术的一个重要考虑因素。不过,他也表示,目前有一些技术可以更好地减少底模上的热点和热点,也可以通过单片分割技术更好地解决这个问题。另一方面,可以进一步降低从底模到上模的热传导,可以更好地改善热性能,并且可以解决冷却问题。

更复杂的包装技术意味着测试也更困难。在传统的芯片测试中,封装一个芯片,然后作为一个整体进行测试。在系统封装中,每个小芯片的性能测试和整个系统的测试无疑使芯片测试更加复杂。

巴巴克·萨比说,小芯片数量的增加和面积的大幅减少确实可能成为未来的一个重要问题。“这就是为什么我们确保所有技术能力和创新解决方案都用于对每个芯片进行更完整和更好的测试。同时,我们还必须确保当芯片集成到最终产品中时,对最终产品进行更完整的测试。只有这样,才能满足更好的质量和特定的性能要求。”

当被问及新包装技术是否会被其他客户使用时,巴巴克·萨比表示,如果客户通过英特尔原始设备制造商合作,他们可以授权使用3d包装技术。他补充道,“altera以前使用过我们的3d封装技术,但现在已经被英特尔收购了。”