突破技術(shù)封鎖,國產(chǎn)小芯片4nm封裝投入量產(chǎn)
前言
國產(chǎn)小芯片技術(shù),又前進(jìn)了一大步。
1月5日,長電科技官方公眾號宣布,公司XDFOI Chiplet高密度多維異構(gòu)集成系列工藝已按計(jì)劃進(jìn)入穩(wěn)定量產(chǎn)階段,同步實(shí)現(xiàn)國際客戶4nm節(jié)點(diǎn)多芯片系統(tǒng)集成封裝產(chǎn)品出貨,最大封裝體面積約為1500mm2的系統(tǒng)級封裝。
長電科技表示,公司這一工藝已應(yīng)用于高性能計(jì)算、人工智能、5G、汽車電子等領(lǐng)域,向客戶提供了外型更輕薄、數(shù)據(jù)傳輸速率更快、功率損耗更小的芯片成品制造解決方案,滿足日益增長的終端市場需求。
目前,Chiplet(小芯片)已經(jīng)成為半導(dǎo)體制造及封裝領(lǐng)域最熱門的技術(shù)之一,日前,被阿里達(dá)摩院選為2023十大科技趨勢之一。
在摩爾定律放緩的當(dāng)下,小芯片成為能持續(xù)提高SoC高集成度和算力的重要途徑,各大企業(yè)也爭相進(jìn)入這一新的賽道,眾多美企也對該技術(shù)虎視眈眈,加緊布局。
長電科技作為全球第三、中國大陸第一的封裝龍頭企業(yè),取得這一新的突破,標(biāo)志著我國的多芯片集成封裝測試水平,已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平,國產(chǎn)先進(jìn)封裝領(lǐng)域的景氣度,將得到進(jìn)一步提升。
01.封測龍頭長電科技,躋身先進(jìn)封裝隊(duì)伍前列
后摩爾時(shí)代,Chiplet成為芯片發(fā)展的新趨勢,“Chiplet”一詞越來越多地出現(xiàn)在大眾視野。
我們知道,相對于單獨(dú)為一個(gè)整體的傳統(tǒng)芯片,Chiplet的不同之處在于,它像是樂高積木,不同形狀、大小、功能的小芯片,加上必要的電路設(shè)計(jì),再借助先進(jìn)封裝技術(shù),就可將其拼為一個(gè)完整的大芯片,從而能發(fā)揮更大的效益。
Chiplet模式具備開發(fā)周期短、設(shè)計(jì)靈活性強(qiáng)、設(shè)計(jì)成本低和良率高等優(yōu)點(diǎn)
(圖源:CEIA電子制造)
除了降本增效外,Chiplet背后更重大的意義是,利用先進(jìn)封裝連接數(shù)個(gè)芯片以達(dá)到先進(jìn)制程芯片功能,可以繞過先進(jìn)光刻機(jī)技術(shù)的限制,是我國突破美國芯片科技封鎖的一個(gè)快捷方式。
也就是說,如果我們暫時(shí)還無法制造4nm工藝制程的芯片,通過Chiplet技術(shù),最終也能實(shí)現(xiàn)跟4nm芯片同樣的性能和功能。
因此,Chiplet對于我國來說至關(guān)重要,是核心戰(zhàn)略產(chǎn)品。
而實(shí)現(xiàn)Chiplet的前提便是先進(jìn)封裝,可以說,Chiplet技術(shù)的推動(dòng),離不開先進(jìn)封裝。作為封測領(lǐng)域的龍頭老大,長電科技近年來開始大力推進(jìn)先進(jìn)封裝技術(shù)的布局。在去年整個(gè)行業(yè)進(jìn)入下行周期階段,長電科技不僅沒有減少資本開支,反而加快對先進(jìn)封測領(lǐng)域的投入與產(chǎn)能布局。
去年7月,長電科技實(shí)現(xiàn)了4nm工藝制程的手機(jī)芯片封裝,以及CPU、GPU和射頻芯片的集成封裝,在芯片和封裝設(shè)計(jì)方面和客戶展開合作,可幫助客戶將2.5D和3D等各類先進(jìn)封裝集成到智能手機(jī)和平板電腦。
長電科技表示,目前,長電科技XDFO技術(shù)可將有機(jī)重布線堆疊中介層厚度控制在50μm以內(nèi),微凸點(diǎn)(μBump)中心距為40μm,實(shí)現(xiàn)在更薄和更小單位面積內(nèi)進(jìn)行高密度的各種工藝集成,達(dá)到更高的集成度、更強(qiáng)的模塊功能和更小的封裝尺寸。
同時(shí),還可以在封裝體背面進(jìn)行金屬沉積,在有效提高散熱效率的同時(shí),根據(jù)設(shè)計(jì)需要增強(qiáng)封裝的電磁屏蔽能力,提升芯片成品良率。
據(jù)了解,此前,3D封裝難度較高,僅由英特爾和臺積電掌握并商用。如今,長電科技3DChiplet先進(jìn)封裝技術(shù)正式投入量產(chǎn),意味著在我國先進(jìn)封裝達(dá)到國際先進(jìn)水平,有望借此突破芯片技術(shù)封鎖,解決“卡脖子”問題。
02.先進(jìn)封裝,后摩爾時(shí)代的未來?
集成電路產(chǎn)業(yè)鏈包括芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝和測試等環(huán)節(jié),各個(gè)環(huán)節(jié)目前已分別發(fā)展成為獨(dú)立、成熟的子行業(yè)。
其中,封裝技術(shù)是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)核心一環(huán),主要目的為保護(hù)芯片。在后摩爾時(shí)代,封裝正逐漸從傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向先進(jìn)封裝。先進(jìn)封裝的市場規(guī)模日益壯大,成為全球封測市場貢獻(xiàn)主要增量。
據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示,2020 年先進(jìn)封裝全球市場規(guī)模 304 億美元,全球封裝市場占比 45%;預(yù)計(jì)2026 年先進(jìn)封裝全球市場規(guī)模將達(dá)到 475 億美元,占比達(dá)50%。
2020-2026年全球封裝規(guī)模及占比結(jié)構(gòu)
(來源:Yole,長電科技定期公告,浙商證券研究所)
雖然目前中國大陸封測市場主要還是以傳統(tǒng)封裝業(yè)務(wù)為主,但隨著國內(nèi)領(lǐng)先廠商不斷通過海內(nèi)外并購及研發(fā)投入,先進(jìn)封裝業(yè)務(wù)正進(jìn)入快速發(fā)展階段。
近年來,華為海思、高通、聯(lián)發(fā)科等知名芯片設(shè)計(jì)公司,正逐漸將封裝測試訂單轉(zhuǎn)向中國大陸企業(yè)。
根據(jù)Frost& Sullivan 數(shù)據(jù),中國大陸先進(jìn)封裝市場2021-2025年年復(fù)合增長率(CAGR)約為29.91%,預(yù)計(jì)2025年,中國先進(jìn)封裝在中國大陸封裝市場的占比將達(dá)到約32%。隨著國產(chǎn)化進(jìn)程的不斷推動(dòng),國內(nèi)封測龍頭企業(yè)工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步,國內(nèi)先進(jìn)封裝市場空間還將進(jìn)一步擴(kuò)大。
目前,國內(nèi)除了長電科技外,通富微電、長川科技、興森科技等國內(nèi)領(lǐng)先封測企業(yè),都正抓住Chiplet先進(jìn)封裝技術(shù)帶來的前所未有的機(jī)遇,發(fā)力先進(jìn)封裝,力爭跑在外企之前,不再受制于人。
總 結(jié)
據(jù)長電科技先進(jìn)封裝技術(shù)董事、首席執(zhí)行長鄭力介紹,后摩爾時(shí)代,先進(jìn)封裝技術(shù)越來越重要,在行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中有著巨大需求。從長周期來看,封測產(chǎn)業(yè)必將有越來越大的發(fā)展空間,它在未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展中承擔(dān)的任務(wù)、價(jià)值以及創(chuàng)新的機(jī)會也將越來越多。
不過,需要正視的是,先進(jìn)封裝屬于高端技術(shù),有著較高的技術(shù)壁壘,目前關(guān)鍵技術(shù)仍由國外企業(yè)掌控,我國先進(jìn)封裝的設(shè)備比較初級,高端技術(shù)仍依賴進(jìn)口。因此,想要在這一領(lǐng)域取得更好的發(fā)展,加速國產(chǎn)替代是必然。
此前,我國也已經(jīng)在Chiplet賽道開始全面布局。去年12月16日,我國正式發(fā)布了《小芯片接口總線技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)志著我國已經(jīng)從產(chǎn)業(yè)生態(tài)入手,在Chiplet賽道擺脫對外依賴,擁有更多自主選擇空間,更快推動(dòng)各廠商技術(shù)發(fā)展。
相信在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈與政策共同努力之下,國產(chǎn)芯片將會突破技術(shù)封鎖,掌握更多話語權(quán),未來可期。
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