应用需求驱动下先进封装技术的机遇与挑战

似水流年

应用需求驱动下先进封装技术的机遇与挑战

近年来摩尔定律增速不断放缓，而新型应用对高效节能芯片的要求越来越强烈，半导体业界正在积极探索解决方案，包括3D封装，片上系统（SOC）到系统级封装（SIP）技术。

在SEMICON China 2020的“先进封装论坛”中，讨论了先进封装、异构集成的前沿技术、发展路线和产业生态，以及产业发展的机会。

Co-Chair of HIR, Chairman of 3MTS Bill Bottoms先生在开幕致辞指出，摩尔定律诞生55年之后，世界不断发生着变化，而现下CMOS缩放不再是推动半导体产业进步的步伐。“我们正在进入一个技术融合的时期，不同的材料、电路、异构集成、3D系统级集成等技术加快了创新的步伐。” Bill Bottoms说道，“今天，来自世界领先的专家们聚集在一起，讨论新兴的先进封装技术、异构集成技术与生态系统以及与之相关的机遇，分享通过先进封装技术保持进步的观点。”

江苏长电科技技术市场副总裁包旭升带来了《5G环境下的微系统集成封装解决方案》，他指出5G加速了数字经济的成长，同时5G时代下的集成电路封装技术面临着挑战。比如5G通信的高频、高速、低时延、多通路，给集成电路封装带来新的技术挑战，而Sub-6G频段的使用为行业提供了一定的过渡。系统级封装技术SiP&Chiplet成为主流的解决方案，其中的关键在于协同设计与仿真。包旭升阐述了长电科技系统级封装技术的发展规划，将聚焦5G、AI、车载、大数据四大主流应用市场，同时，他向在座的观众们介绍了长电科技面向市场的系统级封装技术方案。

厦门大学特聘教授，厦门云天半导体创始人于大全围绕《Progress of 3D Wafer Level Packaging and Integration Technologies for 5G Applications》主题指出，智能移动终端、物联网、5G、人工智能、深度学习等技术的快速发展，对先进封装提出了更加苛刻的要求。在5G器件集成中，晶圆级封装与集成非常重要。Fan-in晶圆级封装可用于SAW/BAW滤波器和IPD、 RF模块。Fan-out晶圆级封装可用于射频模块和mmWave芯片。近年来，透玻通孔（TGV）技术和嵌入式玻璃扇出技术（GFO）的玻璃晶圆级封装越来越成熟，可用于IPD、mmWave、RF模块。于大全同时指出，针对各种5G应用的晶圆级系统集成技术开发仍需大量的创新工作。

通富先进封装研究院副总经理谢鸿带来了《Chiplet 封装的趋势和挑战》主题演讲，他探讨了小芯片（chiplet）封装的趋势与挑战。面对硅晶片持续微缩带来的经济挑战，企业需要成本效益更高的解决方案，这驱使小芯片成为未来10至20年芯片发展的关键。各种异构集成的封装建模块将成为推进技术发展的关键挑战。谢鸿通过TFME在发展FoPoS（FO+FC BGA）技术时的案例来说明利用FoPoS技术能够提供低成本、高性能的产品，不过他同时强调开发这类技术还需解决包括芯片移位、翘曲、芯片粘贴、RDL细线路、可靠性等挑战。

Merck性能材料部门半导体材料主管陈天牛带来了《开发引领先进半导体封装的材料》主题演讲，他表示5G技术是当今数据收集、存储和分析的主要驱动力之一，而HIT（Heterogeneous Integration Technology异构集成技术）已经发展成为加速5G技术发展的主要封装技术之一。陈天牛在现场讨论了这些先进封装工艺的材料，包括TFRs（厚膜光刻胶）及其湿法清洗解决方案、自旋涂覆光刻胶和导电浆料等互连材料以及相应的目标应用。

华天科技(昆山)电子有限公司研究院副院长马书英围绕《三维晶圆级封装技术进展和应用》主题，介绍了先进系统集成技术的进展与应用。数据指出，2018年至2024年，封装市场的年复合增长率将达到5%，而其中先进封装市场年复合增长率将达8.2%，其中Fan-out 与 TSV将成为增长最快的技术。系统集成需要先进的封装平台，晶圆级封装平台在先进封装中起着关键作用，并被广泛应用于大规模制造中。在制造过程中，TSV、bump /RDL、C2W和W2W是关键的技术。以华天先进的晶片级封装技术为例，马书英阐述了eSiFO?与eSinC?技术。

海通证券电子行业首席分析师陈平在现场带来了《资本助力，国产半导体新机遇》报告。报告指出，近年来国内IC设计企业数量不断增加，销售收入不断增长。2019年全国共有1780家设计企业，预计有238家企业的销售超过1亿元人民币。陈平分析了半导体产业成长的驱动力主要来自于三大方面，一是国内的一批优秀芯片设计企业不断成长，其次，强大的下游本土品牌对芯片业起着强有劲的带动作用；近期中美贸易摩擦事件也加速了国产化替代的进程。陈平表示，半导体产业的发展缺少不了资本的助力，半导体产业资金需求量大，在自主可控的背景下，国家加大了政策、资金、人才、税收等各支持力度支持半导体产业，其次，科创板的风向标也为半导体产业发展助力。

歌尔微电子有限公司技术与商务副总裁田德文现场带来了《5G，AI，IoT 多重应用需求驱动下SiP的机遇与挑战》主题演讲，他认为5G、AI、IoT是未来半导体发展的三大关键驱动力，他首先介绍了5G、AI、IoT时代SiP的发展机遇，并相应指出关键的SiP封装技术。比如用于AI和高性能计算的2.5D/3D封装技术，具体包括扇出型封装技术、3D MiM技术、CoWos技术、SoIC技术、EMIB技术、Foveros技术、Co-EMIB技术等。不过，目前系统级封装还面临着来自供应链、协同设计/仿真和测试等方面的挑战，需要一一克服。

小鑫鑫

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