當(dāng)下，先進(jìn)封裝技術(shù)因其在延續(xù)摩爾定律、促進(jìn)芯片性能提升方面的重要價(jià)值，成為IDM與OSAT企業(yè)共同關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著技術(shù)演進(jìn)，各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Σ捎孟冗M(jìn)封裝的芯片成品也呈現(xiàn)出多元化需求。
日前，長(zhǎng)電科技首席技術(shù)長(zhǎng)李春興（Lee Choon Heung）先生與美國(guó)Semiconductor Engineering雜志進(jìn)行了一次涉及半導(dǎo)體市場(chǎng)前景、摩爾定律、小芯片（Chiplet）、扇出型封裝（Fan-out）等市場(chǎng)與行業(yè)熱點(diǎn)的深度對(duì)話。同時(shí)，李春興先生結(jié)合自身在半導(dǎo)體行業(yè)豐富經(jīng)驗(yàn)，就先進(jìn)封裝發(fā)展趨勢(shì)與不同先進(jìn)封裝技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展發(fā)表專業(yè)見解。
01 半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素及相關(guān)影響
相關(guān)數(shù)據(jù)表明，2020年整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)的增長(zhǎng)率約為10%，到2021年預(yù)計(jì)增長(zhǎng)將達(dá)到24%左右。歸因于新冠疫情的影響，社會(huì)大眾出于增添居家樂趣或與外界保持聯(lián)系的目的，而增加了各種電子設(shè)備的購(gòu)買量。但是這個(gè)增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)到2022年會(huì)下降到個(gè)位數(shù)。然而，在只考慮半導(dǎo)體行業(yè)本身而不考慮通貨膨脹或其他因素的情況下，半導(dǎo)體復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）依然是穩(wěn)定的。
半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，根源于目前各個(gè)行業(yè)對(duì)其高額的需求。其中汽車行業(yè)是推動(dòng)力之一。盡管存在芯片短缺，但汽車行業(yè)的相關(guān)需求，比如電動(dòng)汽車、自動(dòng)駕駛等正在推動(dòng)增長(zhǎng)。安全性因素在汽車行業(yè)內(nèi)一直備受關(guān)注，汽車中與安全相關(guān)的功能，例如傳感器或者高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（Advanced Driving Assistance System， ADAS），都是芯片在汽車行業(yè)應(yīng)用增長(zhǎng)的推動(dòng)力。許多汽車產(chǎn)品中電子設(shè)備在每輛車的費(fèi)用達(dá)到600美元，而且當(dāng)前汽車中的電子設(shè)備會(huì)繼續(xù)增加。
除此之外，5G相關(guān)應(yīng)用，比如“車與車”交互，推動(dòng)了高端信息應(yīng)用市場(chǎng)。雖然這些技術(shù)現(xiàn)在仍處于早期階段，但是每個(gè)汽車制造商都在關(guān)注這些技術(shù)的發(fā)展。另一個(gè)驅(qū)動(dòng)因素是人工智能。其中涉及高性能計(jì)算（HPC），當(dāng)前市場(chǎng)我們可以了解到與AI或HPC應(yīng)用相關(guān)的FcBGA需求很高，其中還包括2.5D、3D或高密度扇出型封裝產(chǎn)品。云計(jì)算是人工智能應(yīng)用的一個(gè)大市場(chǎng)，其中數(shù)據(jù)中心的需求持續(xù)提高，因此數(shù)據(jù)中心也需要相關(guān)設(shè)備來提高效率并降低運(yùn)營(yíng)成本，衍生出來的這部分市場(chǎng)規(guī)模正在以驚人的速度增長(zhǎng)。
02
5G技術(shù)研發(fā)推動(dòng)封裝技術(shù)發(fā)展
5G是通信領(lǐng)域的重要部分，當(dāng)前5G處于早期階段，尚未進(jìn)入成熟階段。同時(shí)出于新冠疫情，一些國(guó)家推遲或放慢了5G的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。明年預(yù)計(jì)會(huì)有更多人將專注于5G基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，手機(jī)制造商也非常重視將5G功能納入其智能手機(jī)和相關(guān)產(chǎn)品。對(duì)于OSAT企業(yè)，5G是一個(gè)很大的驅(qū)動(dòng)力。長(zhǎng)電科技也一直在為5G應(yīng)用部署相關(guān)生產(chǎn)設(shè)施，尤其是系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）。另外5G還涉及AiP，即封裝天線這種新型的封裝技術(shù)。
同時(shí)李春興先生在芯片封裝技術(shù)的發(fā)展與變化中指出，智能手機(jī)市場(chǎng)推動(dòng)了一些最初的變化。從某種意義上說，智能手機(jī)中嵌入了更多的功能。觀察3G、4G和5G的演進(jìn)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)智能手機(jī)在同一主板區(qū)域內(nèi)集成了更多芯片，從而對(duì)SiP封裝的需求越來越多。隨著從3G到4G以及從4G到5G的演進(jìn)，芯片的大小尺寸（長(zhǎng)、寬、高）成為智能手機(jī)的關(guān)鍵參數(shù)。另一個(gè)驅(qū)動(dòng)因素是高性能計(jì)算領(lǐng)域。在先進(jìn)封裝中，扇出型封裝和RDL技術(shù)成為封裝模式中的基礎(chǔ)。
03 小芯片（Chiplets）的推出及未來發(fā)展前景
李春興先生表示，在小芯片（Chiplets）未推出之前，人們就在想：“希望在封裝架構(gòu)中擁有不同功能的SoC，而不是傳統(tǒng)的單片 SoC”，這是影響封裝的另一個(gè)變化。從某種意義上說，這種先進(jìn)的封裝，或先進(jìn)的產(chǎn)品需要高密度互連。在這種情況下，封裝本身不再只是封裝單個(gè)芯片。在更先進(jìn)的封裝中，必須考慮布局、芯片和封裝的互聯(lián)以及如何布線。這些正在成為元件制造商設(shè)計(jì)芯片時(shí)要考慮的一些基本參數(shù)。
小芯片（Chiplets）現(xiàn)已進(jìn)入市場(chǎng)，對(duì)于小芯片（Chiplets）未來的發(fā)展，從系統(tǒng)的角度來看，Chiplet是一種多芯片架構(gòu)；從OSAT的角度來看，問題在于如何真正在封裝中優(yōu)化布局以獲得更佳性能。隨著不斷對(duì)采用多芯片異構(gòu)集成方式的探索，把一顆復(fù)雜的芯片分解成若干個(gè)子系統(tǒng)，其中一些子系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，然后就像IP核一樣把它們封裝在一起。Chiplet或許將成為未來芯片制造當(dāng)中一個(gè)重要的發(fā)展方向。
04 長(zhǎng)電科技在扇出式封裝技術(shù)方面的研究與成就
長(zhǎng)電科技的新加坡工廠是早期的eWLB封裝的參與者之一，從最初就使用英飛凌的許可啟動(dòng)了eWLB。扇出是一個(gè)分散的細(xì)分市場(chǎng)，長(zhǎng)電科技也在嘗試進(jìn)入不同的細(xì)分市場(chǎng)。它適合小批量、多元化的市場(chǎng)，在性能表現(xiàn)方面也很有價(jià)值，且具有封裝尺寸小的優(yōu)勢(shì)。
李春興先生指出，在關(guān)于當(dāng)前高密度封裝線間距的發(fā)展趨勢(shì)中，目前行業(yè)內(nèi)4μmx4μm線間距已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)（HVM），而2μmx2μm線間距也正在向量產(chǎn)邁進(jìn)。雖然當(dāng)前步進(jìn)式光刻機(jī)可以處理1μmx1μm線間距，但挑戰(zhàn)在于實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)良率，如果沒有實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)良率，對(duì)于企業(yè)而言價(jià)值就會(huì)很低。因此當(dāng)前的重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)高良率，長(zhǎng)電科技采用四層RDL和2μmx2μm線間距，帶來較高的生產(chǎn)效率。長(zhǎng)電科技在去年發(fā)布了XDFOI?，從整體上看XDFOI?是一種RDL優(yōu)先的高密度扇出技術(shù)。同時(shí)長(zhǎng)電科技也正在開發(fā)具有2μm線寬和間距的RDL，其中不需要硅中介層的扇出型封裝所展現(xiàn)出的價(jià)值成為客戶的優(yōu)質(zhì)選擇。
最后，在關(guān)于未來先進(jìn)封裝技術(shù)行業(yè)發(fā)展的問題中李春興先生表示，OSAT與晶圓廠于某些情況下在封裝技術(shù)上會(huì)有重疊，這使得OSAT的業(yè)務(wù)在投資支出和投資回報(bào)率方面有更多不確定性，另外也包括購(gòu)置自動(dòng)化專用的制造基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)也可能出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)。
當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，長(zhǎng)電科技作為全球領(lǐng)先的集成電路制造和技術(shù)服務(wù)提供商，長(zhǎng)電科技也將繼續(xù)憑借自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不斷優(yōu)化封裝技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。
