異質(zhì)異構(gòu)集成封裝發(fā)展趨勢分析

一、技術(shù)發(fā)展趨勢

1. 三維集成與異構(gòu)堆疊技術(shù)
   通過硅通孔（TSV）、微凸塊（Micro-bump）等實(shí)現(xiàn)芯片垂直堆疊，縮短互連路徑，提升帶寬和能效。例如，英特爾的Foveros 3D堆疊技術(shù)可將邏輯芯片與存儲芯片直接堆疊，信號延遲降低30%以上。三維集成也成為HBM（高帶寬內(nèi)存）與GPU/CPU協(xié)同工作的核心方案。

2. Chiplet（小芯片）模塊化設(shè)計(jì)
   將大型SoC拆分為功能化Chiplet，通過先進(jìn)封裝重新集成。例如，AMD的EPYC處理器采用7nm計(jì)算芯片+14nm I/O芯片的異構(gòu)組合，成本降低40%且性能提升顯著。該模式成為突破摩爾定律瓶頸的關(guān)鍵路徑。

   
   

3. 材料與工藝創(chuàng)新

• 新型互連材料：銅-銅混合鍵合、低介電常數(shù)介質(zhì)（Low-k）等提升互連密度和信號完整性。

• 散熱技術(shù)：相變材料（PCM）、微流體冷卻等應(yīng)對3D集成的高熱密度問題，如IBM的嵌入式液冷方案可將芯片溫度降低15℃。

4. 系統(tǒng)級封裝（SiP）與多功能集成
   集成傳感器、射頻、光電子等異質(zhì)組件，推動微系統(tǒng)發(fā)展。例如，蘋果AirPods Pro通過SiP集成藍(lán)牙、傳感器和電源管理芯片，體積縮小50%。軍事領(lǐng)域則用于集成雷達(dá)、通信和計(jì)算模塊。

二、國內(nèi)外技術(shù)對比

三、挑戰(zhàn)與建議

1. 技術(shù)瓶頸

• 熱管理：3D堆疊芯片熱流密度超500W/cm2，需開發(fā)梯度散熱材料。

• 可靠性：TSV銅填充缺陷率需從10??降至10??，硅轉(zhuǎn)接板翹曲控制在±5μm以內(nèi)。

2. 產(chǎn)業(yè)建議

• 國內(nèi)：建立國家級的異構(gòu)集成創(chuàng)新中心，重點(diǎn)突破TSV刻蝕、混合鍵合設(shè)備。

• 國際競爭：通過UCIe等聯(lián)盟參與標(biāo)準(zhǔn)制定，推動自主接口協(xié)議（如長電科技的XDFOI?）國際化。

總結(jié)

異質(zhì)異構(gòu)集成封裝正從“單一功能集成”向“系統(tǒng)級智能微系統(tǒng)”演進(jìn)，國內(nèi)外差距主要體現(xiàn)在核心工藝設(shè)備和生態(tài)協(xié)同。未來5年，Chiplet生態(tài)構(gòu)建和3D集成可靠性提升將是競爭焦點(diǎn)。

先進(jìn)芯片封裝清洗介紹

·         合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

·         水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個(gè)長期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

·         污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

·         這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

·         合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。