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火博体育网站:从半导体发达汗青看封装集成发达趋向:封测的过去现正在与来日

发布时间:2022-03-03 11:08:00 来源:火博体育注册 作者:火博体育app官网

  从上世纪50年代第一颗晶体管被创造,半导体至今曾经走过了70个年龄。回头这70年的起色经过,人类社会对待更高生存品格的继续寻找恰是科技先进最基础的内源动力。这强盛的驱动力使半导体技能从古代的晶体管技能,进化到现正在幼如针尖却具有几十万倍算力晋升的超大领域集成电途。

  芯片裸片(die)被临盆出来之后,需求封入一个密闭空间内同时引出相应的引脚,结束之后才略行动一个根本的元器件运用,这道工序即封装。封装技能虽不像安排和修造境况起色迅猛,但也遵守“一代芯片一代封装”的起色轨迹继续进取。

  回头封装工业起色经过,咱们以 2000年为节点,将封装工业分为古代封装阶段和前辈封装阶段。古代封装可细分为三个阶段:

  阶段一(1980年以前),通孔插装(Through Hole,TH)期间。其特质是插孔装配到PCB上,引脚数幼于64,以金属圆形封装(TO)和双列直插封装(DIP)为代表;

  阶段二(1980年~1990年),轮廓贴装(Surface Mount,SMT)期间。其特质是引线庖代针脚,引线为翼形或丁形,双方或四边引出,以幼表形封装(SOP)和四边引脚扁平封装(QFP)为代表;

  阶段三(1990年~2000年),面积阵列封装期间。正在简单芯片工艺上,以焊球阵列封装(BGA)和芯片尺寸封装(CSP)为代表,采用“焊球”庖代“引脚”。完成将多芯片正在高密度多层互联基板上用轮廓贴装技能拼装成多样电子组件、子体系。

  进入到2000年掌握,基于体系产物继续多效力化的需求,同时也因为CSP封装、积层式多层基板技能的引进,集成电途封测工业迈入三维叠层封装(3D)即前辈封装期间。整体特色发挥为:

  整体的前辈封装囊括倒装、晶圆级封装、POP/Sip/TSV,以及最新的极高密度扇出型等立形式封装技能,其特色分述如下:

  倒装芯片技能(Flip Chip,FC)是一种管芯与封装载体的电途互联技能,是引线键合技能(Wire Bond,WB)和载带自愿键合技能(Tape Automated Bonding,TAB)起色后的更高级连结技能。

  晶圆级封装技能(Wafer Level Package,WLP)是正在电子兴办继续寻找幼型化下,倒装技能与SMT和BGA连结的产品,是一种原委厘正和升高的CSP。WLP技能先正在整片晶圆上同时对多颗芯片实行封装,终末切割成单个器件,并直接贴装到基板或PCB上。

  堆叠封装(Package on Package,PoP) 属于封装表封装,是指纵向陈列的逻辑和积聚元器件的集成电途封装样子,它采用两个或两个以上的BGA堆叠,寻常境况下逻辑运算位于底部,积聚元器件位于上部,用焊球或者铜柱将两个封装连结。

  硅通孔技能(TSV,Through-Silicon-Via)也是一种电途互联技能,它通过正在芯片和芯片之间、晶圆和晶圆之间创造笔直导通,完成芯片之间互连。TSV是2.5D和3D封装的技能之一。

  体系级封装技能(System in a Package,SiP) 是将多种效力芯片,搜罗管造器、存储器等效力芯片集成正在一个封装内,从而完成一个根本完美的效力。其与体系级芯片(System On a Chip,SoC)相对应。

  综上所述,封装技能搜罗DIP、SOP、QFP、PGA等古代封装和BGA(球栅阵列封装)、CSP(芯片级封装)、FC(倒装芯片)、WLP、TSV、3D堆叠、SIP等前辈封装。WLP(晶圆级封装)、TSV(硅通孔技能)、SIP(体系级封装)等封装技能利用越来越平凡。

  IDM和OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly&Test,半导体封装测试代工形式)是半导体封测工业的两种紧要形式。遵循Gartner的数据,封测代工形式平昔呈伸长态势,从2013年抢先IDM形式之后渐入速行道,并将伴跟着半导体行业笔直分工趋向,成为封测行业的主导形式。

  摩尔定律渐现颓势,IC本钱连续上升,IC封装逐步成为工业延续摩尔期间的另一渠道。新闻技能的高速起色和数字化转型的加快普及,驱动了人为智能(AI)、机械研习(ML)、高本能估量(HPC)、数据核心、图像传感器等大方、多样化的算力需求。

  是以,也许有用升高芯片内IO密度和算力密度的异构集成被视为前辈封测技能起色的新时机。2D/3D TSV技能仰仗其大封装密度,幼表形尺。