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晶體管微縮成本的不斷提升，促使行業(yè)尋找創(chuàng)新方法，更新迭代提升芯片和系統(tǒng)的性能。正因此，異構(gòu)集成已成為封裝技術(shù)最新的轉(zhuǎn)折點。
異構(gòu)集成將單獨制造的部件集成一個更高級別的組合，該組合總體上具有更強的功能、更好的操作特性，以及更低的成本。這種更高級別的組合稱為系統(tǒng)級封裝 (SiP)。異構(gòu)集成最初是在高性能計算設(shè)備上進行，這些設(shè)備通常被用于機器學(xué)習和人工智能應(yīng)用。
系統(tǒng)級封裝設(shè)計
提高性能指的是將邏輯和存儲器更緊密地結(jié)合在一起，達到比嵌于主機板上的單個芯片能實現(xiàn)的更高的帶寬連接。為了提高速度和帶寬，行業(yè)正在探索系統(tǒng)級封裝 (SiP) 設(shè)計。
- 系統(tǒng)級封裝是將兩個或更多的集成電路封裝在一起，系統(tǒng)芯片 (SoC) 則是將這些芯片的功能集成在單個晶片上。
- 系統(tǒng)級封裝設(shè)計持續(xù)發(fā)展，以盡可能緊密地包含更多功能。
- 當今一些最先進的設(shè)備中，單個封裝就含有幾十個芯片，晶體管數(shù)量超過一萬億。
該圖表顯示了系統(tǒng)級封裝設(shè)計的選項。圖表顯示，為了滿足對異構(gòu)集成的需求，需要新的類似于系統(tǒng)級封裝的封裝技術(shù)出現(xiàn)，以實現(xiàn)高效的性能并加快上市時間。
為了將邏輯和存儲器更緊密地結(jié)合在一起，半導(dǎo)體行業(yè)正在將系統(tǒng)級封裝設(shè)計轉(zhuǎn)移到集成電路基板。與標準印制電路板相比，它能實現(xiàn)更小的特征、更緊密的間距和更高的輸入/輸出(I/O)量。這些因素導(dǎo)致基板上的設(shè)計規(guī)則與扇出型晶圓級封裝 (FO-WLP) 和扇出型面板級封裝 (FO-PLP) 的設(shè)計規(guī)則更加相像。
- 扇出型是一種新興技術(shù)，可以使芯片被附著在更大尺寸的圓形、正方形或矩形基板上。使用大尺寸的基板可以使每個區(qū)域容納更多的芯片，從而降低單位成本。
- FO-PLP在300/330mm的圓形尺寸上進行封裝，相比FOWLP更具成本優(yōu)勢。
但是，小批量研發(fā)FO-PLP技術(shù)的成本不斷增加卻是一個巨大的障礙。
研發(fā)挑戰(zhàn)
FO-PLP 市場的主要驅(qū)動力是成本（而非性能）。這個市場面臨的挑戰(zhàn)是需要在更大的尺寸（從 300 mm 圓形晶圓到 600 x 600 mm 正方形面板）上滿足晶圓級規(guī)格和產(chǎn)量。
這些面板的市場很小，導(dǎo)致整個供應(yīng)鏈沒有足夠高水平的研發(fā)投資來解決處理大型面板相關(guān)的關(guān)鍵問題。
- 由于投資不足，F(xiàn)O-PLP的產(chǎn)量水平較低，不足以獲得轉(zhuǎn)移到更大基板尺寸的經(jīng)濟效益。
結(jié)果是，大多數(shù)扇出型業(yè)務(wù)都停留在晶圓上。
技術(shù)融合
類似的面板 (510 x 515 mm) 被用于基板市場，這一市場預(yù)計在未來四年都會面臨數(shù)量上的顯著增加，尤其是在最具技術(shù)挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。
- 由于基板和 FO-PLP 要求（例如特征尺寸和均勻性）的技術(shù)融合迫在眉睫，我們很可能可以使用相同或相似的平臺來應(yīng)對這兩個市場。融合可以實現(xiàn)更強大的設(shè)備供應(yīng)商基礎(chǔ)。
通過將面板標準化為幾種尺寸并采用現(xiàn)有的接口和設(shè)備標準，我們可以增加通用系統(tǒng)平臺的數(shù)量。標準化將有助于降低面板級制程系統(tǒng)的研發(fā)成本。
- 產(chǎn)量增加將有助于將成本分攤在新的設(shè)備上。這可以加大規(guī)模，實現(xiàn)一個強勁的面板制程設(shè)備市場。
隨著面板產(chǎn)量接近晶圓級封裝的水平，預(yù)計將有更多的應(yīng)用從晶圓轉(zhuǎn)移到面板，以利用預(yù)期的成本優(yōu)勢。
- Micro-LED 或“封裝天線”解決方案等相鄰市場也有望推動面板產(chǎn)量的提升。更高的產(chǎn)量將更有可能實現(xiàn)成本的降低，從而有助于提高面板級解決方案的競爭力。
SEMSYSCO 提供濕法制程設(shè)備（例如圖中的 CUPID），它能處理大至600 x 600 mm的基板
多米諾骨牌效應(yīng)
隨著產(chǎn)量提升，相信將會產(chǎn)生多米諾骨牌效應(yīng)，成本降低將推動產(chǎn)量提升和研發(fā)投資增加。這些投資將有助于推動更有效的自動化、更多的機器學(xué)習和智能、更高的可靠性和更少的缺陷。所有這些都將導(dǎo)致成本降低，從而繼續(xù)推動面板業(yè)務(wù)量的增加。
泛林集團一直致力于推動半導(dǎo)體行業(yè)的創(chuàng)新。通過此前對 SEMSYSCO的收購我們正在投資面板級制程市場，并處于創(chuàng)新的前沿。
作者：泛林集團Sabre 3D產(chǎn)品線資深總監(jiān) John Ostrowski
