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封裝技術(shù)是一支無法忽視的力量

威臣電子有限公司 ? 來源:威臣電子有限公司 ? 2023-10-09 17:06 ? 次閱讀

自1971年英特爾推出第一款 4004 芯片以來,集成電路中的晶體管數(shù)量以驚人的速度增長。現(xiàn)在,半導(dǎo)體行業(yè)不得不承認,“微芯片上的晶體管數(shù)量大約每18個月就會增加一倍”的摩爾定律即將走向終結(jié)。僅通過縮小晶體管尺寸來跟上摩爾定律的步伐是不可持續(xù)的,維持這種進步速度的成本是天文數(shù)字——晶體管密度每增加一倍,就需要資本投資同時增加一倍。而且物理難題也層出不窮。

但是人工智能5G和數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用對芯片的需求還在繼續(xù),半導(dǎo)體仍要繼續(xù)發(fā)展。行業(yè)也并沒有放棄摩爾定律,只是每一次的進步都異常艱難。在芯片繼續(xù)演進的前路上,各路技術(shù)齊上陣,展示著各自的實力和潛力,但也有各自的限制和不足。

封裝技術(shù)是一支無法忽視的力量。

先進集成電路封裝技術(shù)是“超越摩爾定律”上突出的技術(shù)亮點。在每個節(jié)點上,芯片微縮將變得越來越困難,越來越昂貴,工程師們正在把多個芯片放入先進的封裝中,作為芯片縮放的替代方案。先進的集成電路封裝正在迅速發(fā)展,設(shè)計工程師和工程管理人員必須跟上這一關(guān)鍵技術(shù)的步伐。封裝研究在全球范圍的發(fā)展是如此迅猛,而它所面臨的挑戰(zhàn)和機遇也是自電子產(chǎn)品問世以來所從未遇到過的;封裝所涉及的問題之多之廣,也是其它許多領(lǐng)域中少見的,它是從材料到工藝、從無機到聚合物、從大型生產(chǎn)設(shè)備到計算力學等一門綜合性非常強的新型高科技學科。

不過頂尖的先進封裝技術(shù)都掌握在晶圓代工巨頭手中,由于先進封裝提供了比傳統(tǒng)后端封裝更高價值的機會,因此主要參與者和快速追隨者正在開發(fā)各種形式的封裝技術(shù)并將其商業(yè)化,以贏得優(yōu)質(zhì)客戶。

“互連”也是芯片技術(shù)挑戰(zhàn)的重要參與者。

首先,需要注意的是,互連技術(shù)是封裝中關(guān)鍵且必要的部分。芯片通過封裝互連以接收電力、交換信號并最終進行操作。由于半導(dǎo)體產(chǎn)品的速度、密度和功能根據(jù)互連方式而變化,因此互連方法也在不斷變化和發(fā)展。

除了開發(fā)各種工藝以在晶圓廠實現(xiàn)精細圖案外,還全面努力推進封裝工藝中的互連技術(shù)。因此,開發(fā)了以下四種類型的互連技術(shù):引線鍵合、倒裝芯片鍵合、硅通孔 (TSV) 鍵合以及小芯片混合鍵合。

芯片通過封裝互連以接收電力、交換信號并最終進行操作。由于半導(dǎo)體產(chǎn)品的速度、密度和功能根據(jù)互連方式而變化,因此互連方法也在不斷變化和發(fā)展。

除了開發(fā)各種工藝以在晶圓廠實現(xiàn)精細圖案外,還全面努力推進封裝工藝中的互連技術(shù)。

新型材料也是焦點之一。

隨著行業(yè)對二維材料研究的增加,其已經(jīng)逐漸開始走向制造。

碳納米管(CNT)是另一種被寄予厚望的新材料,被認為是下一代高性能、超大規(guī)模和薄膜晶體管以及光電器件的有力候選者。碳和硅一樣,并不是什么新材料,從鉛筆到鉆石,碳無處不在。碳納米管可能被用作高性能數(shù)字電子設(shè)備以及射頻和傳感應(yīng)用的平臺。而且它可以通過化學氣相沉積(CVD)方法,能夠在CMOS工廠成功制造。

二氧化鉿這樣的新型材料為存儲乃至新型存儲提供了更多的可能性。多項研究發(fā)現(xiàn),二氧化鉿具有鐵電的特性,這樣的好處是它能在不供電的情況下也可以長久存儲數(shù)據(jù),意味著其可以再非易失性內(nèi)存領(lǐng)域發(fā)揮價值。

Imec預(yù)測,晶體管的形式將在未來十年發(fā)生變化,連接它們的金屬也會發(fā)生變化。最終,晶體管可能是由二維半導(dǎo)體而不是硅制成的堆疊器件,電力傳輸和其他基礎(chǔ)設(shè)施可以分層放置在晶體管下方。為了保持摩爾定律的正常運行,所有可能的杠桿都將被拉動。

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原文標題:芯片行業(yè)的領(lǐng)先者。

文章出處:【微信號:wcdz8888,微信公眾號:威臣電子有限公司】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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