本期供稿
农银汇理基金电子行业分析师 张璋

半导体先进封装

过去,半导体行业关注的是在同样大小的芯片上可以放置多少更小更多的晶体管。

如今,随着智能手机技术、移动互联网、AI、大数据时代的发展,半导体计算性能需求迅速提高,然而半导体工艺微型化已趋于物理极限。先进封装意在打破这种物理极限。

01.半导体先进封装是什么?

封装是半导体制造过程中的一个重要步骤。

在这个步骤中,半导体芯片被包裹在一个保护性的外壳中。外壳的主要功能是保护芯片免受物理和化学损害,例如防止芯片受到潮湿、尘埃、温度变化等环境因素的影响。

封装过程也涉及到芯片与其它电子元件的连接,例如通过引线或焊盘将芯片连接到电路板上。

先进封装是指新兴的、技术含量高的封装技术,旨在满足更高性能、更小尺寸、更低功耗和更高集成度的需求。半导体先进封装技术是应对5G、人工智能、物联网等大趋势的核心工艺,也是半导体产业链中的重要环节。

目前,带有倒装芯片(Flip Chip,FC)结构的封装、圆片级封装(Wafer Level Package,WLP)、2.5D封装、3D封装等被认为属于先进封装的范畴。


02.应用领域

半导体先进封装应用领域非常广泛,涵盖了消费电子、通信、计算、汽车、医疗、工业等多个行业。

当智能手机、平板电脑、笔记本电脑等移动设备需要高性能、低功耗、小型化的芯片时,可采用WLP或SiP等先进封装技术;当5G通信、人工智能、云计算等高端领域需要高带宽、高密度、高集成度的芯片时,可采用2.5D或3D等封装技术。


03.发展挑战

在快速发展的技术面前,半导体先进封装发展也面临多方面的挑战,主要包括设计复杂度、制造难度、测试成本和供应链协调等。

举个例子:2.5D或3D封装需要在不同层次的芯片之间建立精密的互连结构,这对设计工具、制程工艺、材料选择和质量控制都提出了更高的要求。

同时,这些封装形式也增加了测试的难度和成本,需要开发新的测试方法和设备;此外,半导体先进封装涉及多个参与方,如芯片设计商、制造商、封装商和测试商等,需要建立有效的合作机制和标准规范,以保证产品的质量和交付。


04.未来趋势

随着技术创新和市场需求,未来将出现更多的新型封装形式和应用场景。

半导体先进封装未来趋势包括:三维封装、异构集成、系统级封装等

三维封装是指将多个芯片堆叠在一起,以提高芯片密度和性能。异构集成是指将不同种类的芯片集成在一起,以实现更多功能。系统级封装是指将整个系统集成在一个芯片中,以实现更高的性能和更低的功耗。

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