【动态一】产业专家共话SiP与先进封装技术前沿动态及趋势

手机技术资讯 2022-06-13 08:20

在摩尔定律发展趋缓的大背景下,通过先进封装技术来满足系统微型化、多功能化,成为集成电路产业发展的新趋势。随着先进封装技术的声名鹊起,引来一众行业厂商群雄竞逐。封测产业在半导体产业链中的地位愈发重要,有望成为集成电路产业新的制高点,同时也将迎来更多发展机遇。

那么,SiP和先进封装行业的技术现状及发展趋势如何?封装产业链的企业,未来将聚焦布局哪些快速增长的市场热点应用领域?有哪些技术挑战和解决方案?又该如何保持核心优势?国内外技术差距有多大?怎样实现国产自主可控?


为此,即将开幕的2022中国系统级封装大会(SiP China)深圳站和上海站主办方特地采访了多位半导体封装行业的资深从业人员,历时近一个月,共收到十余篇专家稿件,约一万五千字,干货满满!下面一起先来听听华封科技、爱德万测试这两家封测产业链厂商的看法。



01
专家分享

华封科技有限公司

联合创始人 王宏波



Capcon Limited,是聚焦先进封装设备领域的高端装备制造商。致力于为客户提供先进半导体封装的产品技术和解决方案。目前在新加坡、台湾、菲律宾、北京等地设有分支机构。


公司拥有先进封装设备领域全球技术领先的创始团队和产品技术,成熟的设备产品线已获得国际知名半导体封测厂商认可。服务的客户有台积电、日月光、矽品、长电科技、通富微电、DeeTee等。公司产品对先进封装贴片工艺实现了全面 覆盖,包括FOWLP(Face Up/Down)、POP、MCM、EMCP、Stack Die、SIP、2.5D/3D、FCCSP、FCBGA等。


话题1:SiP和先进封装行业的技术现状及发展趋势


半导体封装向着小型化、集成化、低功耗方向发展,SiP和先进封装将得到越来越多的应用。目前先进封装中的FC和WLCSP 处于大规模生产状态,2.5D/3D封装技术是“先进封装”的核心,技术也走向成熟,未来将会有非常高速的增长。SiP发展路径也是从平面到立体,传统的SiP封装主要是MCM集成,通常是平面排布的方式实现,近年来SiP朝着3D异质结构方向发展,需要集合TSV硅通孔技术、RDL重布线技术以及多种扇出型结构等,这是未来SiP的主要趋势。


还有,先进封装也向着更高I/O密度的方向发展,以获得芯片到芯片之间更高的通信速度、带宽密度和能源效率。这个技术主要是混合键合(Hybrid bonding)工艺,正在推动下一代2.5D和3D封装技术,目前主要应用在高性能计算和存储器领域。混合键合要达到高效能与良率,两片晶圆键合时的均匀度和对准度必须的,对应的贴片设备变得非常重要,目前混合键合贴片设备处于开发阶段,华封科技、BESI 等领先的贴片设备企业都在向这个发力。华封科技秉承行业领先,技术持续迭代以满足客户要求为理念,积极布局,预计今年底推出该品类新品。


话题2:2022聚焦布局哪些快速增长的市场热点应用领域?有哪些技术挑战和解决方案?


目前来看,智能手机、可穿戴设备、物联网等终端更重视产品本身的性能、功耗、小型化,是SiP主要应用领域,这些产品中的射频和WiFi模组是最主要的应用,这是SiP增长的热点领域。2022年,汽车“新四化”的渗透会更高,车载电子的算力将会指数增大,相关FOWLP技术将会是芯片封装是主流。在“东数西算”的加持下,人工智能、HPC需求会进一步释放,2.5D/3D-IC技术会有更高的需求。另外,2022年UCIe联盟的成立,也是先进封装领域标志性的事件,Chiplet技术即将推向应用,将是驱动2.5D/3D等先进封装发展的新动能,头部企业已经成功实现了3D Chiplet设计,这将加速先进封装和SiP的应用。还有就是当下兴起的IPD技术(集成无源器件),进一步实现模组的小型化,也是实现系统级封装(SIP)的重要方式。


从技术角度讲,如何提升集成电路的片内互连和异构系统集成中的片外互连的密度是一个挑战,需要生产设备、制造工艺和材料以及EDA工具的配合。另外,把不同的小芯片集成到一起,牵涉到不同的工艺、信号和封装等诸,后续的测试是一个难题。先进封装的工艺更加精细,对封装设备有新的挑战,由于先进封装中芯片距离很近,甚至堆叠在一起,在堆叠和重构过程中高速拾取和高精度放置的Die Bond设备,同时,先进封装的技术没有统一标准,各个厂商的工艺差异化很大可能需要大量客制化设备,在这方面我们华封科技率先采用模块化设计,灵活配置客户需求的同时确保了速度、精度、稳定性方面行业领先。


话题3:群雄竞逐先进封装,封装产业链企业如何保持核心优势?


因为先进封装形式的多样性,用到的技术工艺也多于传统封装,参与者不单单是传统的封装企业了。晶圆级封装、2.5D和3D封装会用到RDL技术,这个技术更接近于前道工艺,Foundry厂商在 RDL方面具有明显的优势,如 TSMC 利用前端优势开发了 InFO 技术。封装厂商在SiP更有发力点,SiP封装工艺可以向下游延伸,会有更广阔的空间。企业要保持核心优势,需要在各自不同细分方向,依据产品特点为客户提供适合的工艺和技术。


总而言之,先进封装要解决制程设备与工艺问题,在这个过程中,贴片设备厂商起到关键作用,设备要有好的参数,还需要跟不同的工艺紧密结合,最终实现高集成、高可靠、高性能和低成本的行业目标。比如我们华封科技的贴片机应用在日月光的M-Series晶圆级先进封装工艺,得到了最终用户的一致认同,和日月光的合作越来越深入。


话题4:国内外技术差距及竞争格局,如何实现该领域的自主可控?


国内先进封装技术与国际领先水平仍有一定差距,但国内封测企业已经在先进封装赛道开始加速跑。国内布局较为成熟的主要还是老牌强势企业,长电、通富、华天和晶方。要实现自主可控,还是需要各方共同努力的,先进封装和SiP需要不同专业领域来互相配合,包括先进设备、IC基板、封装技术与系统整合能力等,其中重要的一点就是先进的设备,先进封装工艺的多样性决定了设备客制化,国际的通用设备效果通常不理想,自主的达到国际领先的先进封装设备制造商是必要条件,无论是技术的实现还是后期设备的维护都大有裨益,华封科技致力于将自己领先的Die bond设备技术带入国内,与国内头部的封装企业协作。



02
专家分享

爱德万测试(中国)管理有限公司

业务发展高级经理 葛樑



近日,在TechInsights的年度客户满意度调查中,爱德万测试(ADVANTEST)连续三年在全球大型芯片制造设备供应商和ATE设备供应商评选中排名第一,这也是ADVANTEST第34年被评为十大最佳半导体设备供应商。

ADVANTEST成立于1954年,是全球领先的半导体自动化测试设备 (ATE) 供应商。半导体自动化测试设备是消费性电子产品、通讯、医疗设备、汽车等许多高科技产业赖以检测芯片功能及确保终端产品品质的工具。自创立以来,爱德万测试致力于研发、不断追求创新,至今成为了全球半导体自动化测试与解决方案的领导者。


话题1:SiP和先进封装行业的技术现状及发展趋势


随着高性能计算(HPC)需求不断提高,2.5D/3D封装和Chiplet逐渐变成了 HPC芯片的主流形式。爱德万测试作为自动测试设备(ATE)全球龙头企业,也一直关注并和客户一起解决先进封装带来的技术挑战。


2.5D/3D封装,对封装里的裸片提出了KGD(Known Good Die)的要求,以避免后道更大的损失。为了使晶圆测试(CP)的测试覆盖率提高,需要把更多测试内容放在CP中。对于复杂的GPU或CPU而言,传统上在SLT平台上进行的 “功能测试 “就需要考虑在CP中在ATE平台上运行,需要ATE具有主控(Host)功能的能力。更加复杂的CP测试也带来的更大的测试功耗,探针卡上需要流过比以往更大的电流,更容易发生烧坏探针的情况,需要ATE电源板卡有更加好的保护能力。


2.5D/3D封装使芯片的测试访问能力(Access)发生了变化。Wafer上先进封装的凸块(bump)越来越小,未来可能会使用少量的Test pad来做测试访问点。在封装上,很多连接被转移到的封装的内部。晶圆和封装层级的访问数量都变得更加有限。为此,扫描(Scan)测试也趋向更高的速度,更少的通道,Scan向量传输的方式由并行转向高速串行。这里需要ATE能支持高速Scan测试。


话题2:2022聚焦布局哪些快速增长的市场热点应用领域?有哪些技术挑战和解决方案?


爱德万测试于2020年底发布其新一代ATE测试架构V93000 EXA Scale。其中配备了最新的通用数字模块PS5000,拥有业内通用数字板卡中最高的通道密度,最快的通道速度和最深的向量深度,可以非常好地支持高速Scan测试方法。EXA Scale配备的电源板卡XPS256,不但具有非常精准和稳定的供电能力,也具有很强的探针保护能力,从容面对大电流的晶圆测试。


爱德万测试在2021年11月发布了另一款全新的LinkScale新型数字板卡,其内置的系统组件,具有完整的主机(host)能力和 USB/PCIe高速接口能力,可以很好的支持功能测试,也可以支持功能性的高速Scan测试。除了ATE测试系统之外,在封装失效分析领域,爱德万测试也推出TS9001 TDR系统,通过飞秒激光技术发射稳定的射频脉冲信号,可以快速精准定位SiP等复杂3D封装芯片封装的失效位置,做开断路失效分析。


爱德万测试作为封测行业先进技术的提供者,一直密切追踪先进封装的发展趋势,前沿部署测试技术方案,为先进封装技术和相关的HPC芯片的发展提供助力。


预告:在本期次条和下一期推文中,我们还将分享以下这些封测产业链厂商的专业见解:云天半导体、安似科技;西门子电子科技、晶方半导体、思立康技术;杜邦电子、芯和半导体、先进封装科技;歌尔微电子、德龙激光、洁创贸易……敬请持续关注!

SiP China 2022
第六届中国系统级封装大会预告🔥

随着疫情逐渐好转和防控常态化,全国会展业即将迎来强势复苏。2022年第六届中国系统级封装大会(SiP China)深圳站和上海站,即将汇聚国内外众多来自系统、IC设计、EDA、OSAT、设备材料等SiP产业链上下游厂商共同展示和商讨SiP技术创新、市场趋势、前沿应用案例和解决方案。


SiP China深圳站大会热门议题:

  • SiP组装与测试

  • SiP异构集成

  • 先进的SiP材料和互连技术

  • SiP测试和设计解决方案

  • SiP基板技术进展

  • SiP组装设备


大会同期现场,ELEXCON电子展还将打造SiP与先进封测专馆/华南半导体制造与封测专馆,汇聚国内外行业龙头展示OSAT封测服务、3D IC设计/EDA/IP工具、半导体设备与先进工艺、半导体材料应用、晶圆级SiP先进产线展示、Mini-LED封装技术等技术新品及方案。


2021-2022部分参与单位:



2021部分与会听众:


华为、海思、中芯国际、英特尔、三星半导体、vivo、OPPO、小米、京东方、中兴通讯、意法、安森美、矽电半导体、立讯精密、比亚迪、紫光展锐、长虹、西门子、联想控股、德赛西威、长城开发、沃特沃德、气派科技、中国电科集团公司第四十三研究所、爱立信、华润赛美科、天水华天科技、光弘科技、蓝思、胜宏科技、TCL通力、烽火通信、紫光同创、鹏鼎控股、天芯互联、甬矽电子、长安汽车、龙旗科技、南京电子设备研究所、晶方半导体、安世半导体、超威半导体中国、华宇电子、上海电子工程设计研究院、复旦微、伟创力、翔腾微电子、紫光国芯、深科汽车、中科院微电子所、中科院上海微系统所等。


大会赞助商 / 展商 / 演讲人

🔥火热召集中🔥

联系主办方☎ (86)755-88311535


ELEXCON 2022













“从智能设计到先进封测,迈向更智能的世界!”2022年9月14日至16日,ELEXCON深圳国际电子展将在深圳国际会展中心(宝安)继续扬帆起航!全力打造四大主题展馆“半导体元件国际馆/5G技术/车规级半导体元件专馆” “电源与储能技术专馆”“嵌入式与AIoT技术专馆”“SiP与先进封测专馆/华南半导体制造与封测专馆”,汇集全球优质品牌厂商展示前沿技术新品和解决方案,现场展开数十场热门主题论坛峰会。

@深圳国际电子展

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