應(yīng)用需求驅(qū)動下先進(jìn)封裝技術(shù)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

近年來摩爾定律增速不斷放緩，而新型應(yīng)用對高效節(jié)能芯片的要求越來越強(qiáng)烈，半導(dǎo)體業(yè)界正在積極探索解決方案，包括3D封裝，片上系統(tǒng)（SOC）到系統(tǒng)級封裝（SIP）技術(shù)。

在SEMICON China 2020的“先進(jìn)封裝論壇”中，討論了先進(jìn)封裝、異構(gòu)集成的前沿技術(shù)、發(fā)展路線和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)會。

Co-Chair of HIR, Chairman of 3MTS Bill Bottoms先生在開幕致辭指出，摩爾定律誕生55年之后，世界不斷發(fā)生著變化，而現(xiàn)下CMOS縮放不再是推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的步伐?！拔覀冋谶M(jìn)入一個(gè)技術(shù)融合的時(shí)期，不同的材料、電路、異構(gòu)集成、3D系統(tǒng)級集成等技術(shù)加快了創(chuàng)新的步伐。” Bill Bottoms說道，“今天，來自世界領(lǐng)先的專家們聚集在一起，討論新興的先進(jìn)封裝技術(shù)、異構(gòu)集成技術(shù)與生態(tài)系統(tǒng)以及與之相關(guān)的機(jī)遇，分享通過先進(jìn)封裝技術(shù)保持進(jìn)步的觀點(diǎn)。”

江蘇長電科技技術(shù)市場副總裁包旭升帶來了《5G環(huán)境下的微系統(tǒng)集成封裝解決方案》，他指出5G加速了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的成長，同時(shí)5G時(shí)代下的集成電路封裝技術(shù)面臨著挑戰(zhàn)。比如5G通信的高頻、高速、低時(shí)延、多通路，給集成電路封裝帶來新的技術(shù)挑戰(zhàn)，而Sub-6G頻段的使用為行業(yè)提供了一定的過渡。系統(tǒng)級封裝技術(shù)SiP&Chiplet成為主流的解決方案，其中的關(guān)鍵在于協(xié)同設(shè)計(jì)與仿真。包旭升闡述了長電科技系統(tǒng)級封裝技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃，將聚焦5G、AI、車載、大數(shù)據(jù)四大主流應(yīng)用市場，同時(shí)，他向在座的觀眾們介紹了長電科技面向市場的系統(tǒng)級封裝技術(shù)方案。

廈門大學(xué)特聘教授，廈門云天半導(dǎo)體創(chuàng)始人于大全圍繞《Progress of 3D Wafer Level Packaging and Integration Technologies for 5G Applications》主題指出，智能移動終端、物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的快速發(fā)展，對先進(jìn)封裝提出了更加苛刻的要求。在5G器件集成中，晶圓級封裝與集成非常重要。Fan-in晶圓級封裝可用于SAW/BAW濾波器和IPD、 RF模塊。Fan-out晶圓級封裝可用于射頻模塊和mmWave芯片。近年來，透玻通孔（TGV）技術(shù)和嵌入式玻璃扇出技術(shù)（GFO）的玻璃晶圓級封裝越來越成熟，可用于IPD、mmWave、RF模塊。于大全同時(shí)指出，針對各種5G應(yīng)用的晶圓級系統(tǒng)集成技術(shù)開發(fā)仍需大量的創(chuàng)新工作。

通富先進(jìn)封裝研究院副總經(jīng)理謝鴻帶來了《Chiplet 封裝的趨勢和挑戰(zhàn)》主題演講，他探討了小芯片（chiplet）封裝的趨勢與挑戰(zhàn)。面對硅晶片持續(xù)微縮帶來的經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)，企業(yè)需要成本效益更高的解決方案，這驅(qū)使小芯片成為未來10至20年芯片發(fā)展的關(guān)鍵。各種異構(gòu)集成的封裝建模塊將成為推進(jìn)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。謝鴻通過TFME在發(fā)展FoPoS（FO+FC BGA）技術(shù)時(shí)的案例來說明利用FoPoS技術(shù)能夠提供低成本、高性能的產(chǎn)品，不過他同時(shí)強(qiáng)調(diào)開發(fā)這類技術(shù)還需解決包括芯片移位、翹曲、芯片粘貼、RDL細(xì)線路、可靠性等挑戰(zhàn)。

Merck性能材料部門半導(dǎo)體材料主管陳天牛帶來了《開發(fā)引領(lǐng)先進(jìn)半導(dǎo)體封裝的材料》主題演講，他表示5G技術(shù)是當(dāng)今數(shù)據(jù)收集、存儲和分析的主要驅(qū)動力之一，而HIT（Heterogeneous Integration Technology異構(gòu)集成技術(shù)）已經(jīng)發(fā)展成為加速5G技術(shù)發(fā)展的主要封裝技術(shù)之一。陳天牛在現(xiàn)場討論了這些先進(jìn)封裝工藝的材料，包括TFRs（厚膜光刻膠）及其濕法清洗解決方案、自旋涂覆光刻膠和導(dǎo)電漿料等互連材料以及相應(yīng)的目標(biāo)應(yīng)用。

華天科技(昆山)電子有限公司研究院副院長馬書英圍繞《三維晶圓級封裝技術(shù)進(jìn)展和應(yīng)用》主題，介紹了先進(jìn)系統(tǒng)集成技術(shù)的進(jìn)展與應(yīng)用。數(shù)據(jù)指出，2018年至2024年，封裝市場的年復(fù)合增長率將達(dá)到5%，而其中先進(jìn)封裝市場年復(fù)合增長率將達(dá)8.2%，其中Fan-out 與 TSV將成為增長最快的技術(shù)。系統(tǒng)集成需要先進(jìn)的封裝平臺，晶圓級封裝平臺在先進(jìn)封裝中起著關(guān)鍵作用，并被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模制造中。在制造過程中，TSV、bump /RDL、C2W和W2W是關(guān)鍵的技術(shù)。以華天先進(jìn)的晶片級封裝技術(shù)為例，馬書英闡述了eSiFO?與eSinC?技術(shù)。

海通證券電子行業(yè)首席分析師陳平在現(xiàn)場帶來了《資本助力，國產(chǎn)半導(dǎo)體新機(jī)遇》報(bào)告。報(bào)告指出，近年來國內(nèi)IC設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量不斷增加，銷售收入不斷增長。2019年全國共有1780家設(shè)計(jì)企業(yè)，預(yù)計(jì)有238家企業(yè)的銷售超過1億元人民幣。陳平分析了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成長的驅(qū)動力主要來自于三大方面，一是國內(nèi)的一批優(yōu)秀芯片設(shè)計(jì)企業(yè)不斷成長，其次，強(qiáng)大的下游本土品牌對芯片業(yè)起著強(qiáng)有勁的帶動作用；近期中美貿(mào)易摩擦事件也加速了國產(chǎn)化替代的進(jìn)程。陳平表示，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展缺少不了資本的助力，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)資金需求量大，在自主可控的背景下，國家加大了政策、資金、人才、稅收等各支持力度支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，其次，科創(chuàng)板的風(fēng)向標(biāo)也為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展助力。

歌爾微電子有限公司技術(shù)與商務(wù)副總裁田德文現(xiàn)場帶來了《5G，AI，IoT 多重應(yīng)用需求驅(qū)動下SiP的機(jī)遇與挑戰(zhàn)》主題演講，他認(rèn)為5G、AI、IoT是未來半導(dǎo)體發(fā)展的三大關(guān)鍵驅(qū)動力，他首先介紹了5G、AI、IoT時(shí)代SiP的發(fā)展機(jī)遇，并相應(yīng)指出關(guān)鍵的SiP封裝技術(shù)。比如用于AI和高性能計(jì)算的2.5D/3D封裝技術(shù)，具體包括扇出型封裝技術(shù)、3D MiM技術(shù)、CoWos技術(shù)、SoIC技術(shù)、EMIB技術(shù)、Foveros技術(shù)、Co-EMIB技術(shù)等。不過，目前系統(tǒng)級封裝還面臨著來自供應(yīng)鏈、協(xié)同設(shè)計(jì)/仿真和測試等方面的挑戰(zhàn)，需要一一克服。