半導(dǎo)體行業(yè)正邁入一個(gè)被稱為“后摩爾時(shí)代”的全新階段,這一時(shí)期的顯著特征是芯片制程工藝逐漸逼近物理極限,迫使技術(shù)創(chuàng)新的重心轉(zhuǎn)向封裝領(lǐng)域。先進(jìn)封裝技術(shù),以其高密度集成、高性能優(yōu)化及成本優(yōu)勢(shì),已成為推動(dòng)AI、高性能計(jì)算(HPC)、5G等前沿科技發(fā)展的核心力量。
與傳統(tǒng)封裝技術(shù)相比,先進(jìn)封裝絕非簡(jiǎn)單的延續(xù),而是一場(chǎng)革命性的飛躍。它不僅在封裝密度、性能和功能方面實(shí)現(xiàn)了顯著提升,而且對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的要求也達(dá)到了前所未有的高度。傳統(tǒng)封裝主要依賴引線框架來承載芯片,而先進(jìn)封裝則采用面陣列引腳和高性能多層基板,承載方式發(fā)生了根本性變化。
半導(dǎo)體封裝作為半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其發(fā)展歷程經(jīng)歷了多次重大變革。從早期的雙列直插封裝(DIP),到20世紀(jì)80年代的SOP、LCC和QFP等表面貼裝封裝,再到90年代的BGA等先進(jìn)封裝技術(shù)的涌現(xiàn),封裝技術(shù)不斷朝著高引腳數(shù)量、高集成的方向發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)后,隨著封裝尺寸的進(jìn)一步縮小和工作頻率的增加,CSP、WLP、SIP以及2.5D/3D封裝等先進(jìn)封裝技術(shù)相繼問世,半導(dǎo)體封裝正式邁入了一個(gè)全新的時(shí)代。
在先進(jìn)封裝技術(shù)的推動(dòng)下,CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)技術(shù)作為一種新興的封裝方式,受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。通過將芯片與晶圓直接結(jié)合,CoWoS技術(shù)顯著提升了芯片的集成度和性能,為封裝測(cè)試企業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。隨著國產(chǎn)AI芯片的加速滲透,特別是在大模型訓(xùn)練和推理方面的廣泛應(yīng)用,對(duì)先進(jìn)封裝技術(shù)的需求呈現(xiàn)出井噴式增長(zhǎng)。
在AI芯片領(lǐng)域,先進(jìn)封裝技術(shù)的應(yīng)用尤為關(guān)鍵。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,AI芯片對(duì)計(jì)算速度和算力的要求不斷提高,這使得高速信號(hào)傳輸、優(yōu)化散熱性能、實(shí)現(xiàn)更小型化封裝、降低成本、提高可靠性以及實(shí)現(xiàn)芯片堆疊等成為封裝領(lǐng)域的新追求。而先進(jìn)封裝技術(shù)正是滿足這些需求的理想選擇。例如,HBM通過采用TSV硅通孔技術(shù)等先進(jìn)封裝技術(shù),將多個(gè)DRAM垂直堆疊在一起,實(shí)現(xiàn)了內(nèi)存與GPU芯片的緊密集成,不僅節(jié)約了芯片面積、降低了功耗,還突破了I/O管腳數(shù)量和內(nèi)存帶寬的限制。
隨著國產(chǎn)AI芯片的廣泛應(yīng)用,對(duì)先進(jìn)封裝技術(shù)的需求也越來越高。這不僅推動(dòng)了封裝測(cè)試企業(yè)積極進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)能擴(kuò)張,也加速了國產(chǎn)封裝設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用。在國產(chǎn)設(shè)備的突飛猛進(jìn)中,一些關(guān)鍵設(shè)備已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展。例如,華卓精科獨(dú)立研發(fā)了一系列高端設(shè)備,打破了國產(chǎn)HBM芯片的發(fā)展瓶頸;普萊信智能的Loong系列TCB設(shè)備,在芯片貼裝精度和效率方面達(dá)到了國際領(lǐng)先水平;北方華創(chuàng)的Ausip T830電鍍?cè)O(shè)備,專為硅通孔銅填充設(shè)計(jì),應(yīng)用于2.5D/3D先進(jìn)封裝領(lǐng)域。
盛美上海和青禾晶元等企業(yè)也在先進(jìn)封裝設(shè)備領(lǐng)域取得了重要突破。盛美上海的水平電鍍?cè)O(shè)備為半導(dǎo)體制造過程中的面板級(jí)封裝環(huán)節(jié)提供了創(chuàng)新性的解決方案;青禾晶元發(fā)布的SAB 82CWW系列混合鍵合設(shè)備,可應(yīng)用于存儲(chǔ)器、Micro-LED顯示、CMOS圖像傳感器等多個(gè)領(lǐng)域。
隨著國產(chǎn)AI芯片的加速發(fā)展和先進(jìn)封裝技術(shù)的廣泛應(yīng)用,國產(chǎn)設(shè)備在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的應(yīng)用前景越來越廣闊。有業(yè)內(nèi)人士表示,先進(jìn)封裝目前已成為半導(dǎo)體領(lǐng)域創(chuàng)新最多、投資最集中的細(xì)分領(lǐng)域之一。無論是晶圓代工廠、EDA公司、IC設(shè)計(jì)公司還是封裝廠和設(shè)備廠,都在積極擁抱先進(jìn)封裝技術(shù),推動(dòng)整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)繼續(xù)向前發(fā)展。