半导体先进封装专题:代工、IDM厂商先进封装布局各显神通.pdf

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  • 时间:2023/11/20
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半导体先进封装专题:代工、IDM厂商先进封装布局各显神通。先进封装技术趋势在于提高 I/O 数量及传输速率,以实现芯片间的高速互 联,市场格局呈现出明显的马太效应,Fab/IDM 厂和 OSAT 错位竞争。2016 年先进封装市场 CR5 占比 48%,2021 年提升至 76%,强者恒强。Fab/IDM 厂 和 OSAT 厂各自发挥自身优势,Fab/IDM 厂凭借前道制造优势和硅加工经验, 主攻 2.5D 或 3D 封装技术,而 OSAT 厂商则聚焦于后道技术,倒装封装仍是 其主要产品。封测技术主要指标为凸点间距(Bump Pitch),凸点间距越 小,封装集成度越高,难度越大,台积电 3D Fabric 技术平台下的 3D SoIC、 InFO、CoWoS 均居于前列,其中 3D SoIC 的凸点间距最小可达 6um,居于所 有封装技术首位。

台积电:整合构建 3D Fabric 平台,先进制程持续演进。布局 SoIC、CoWoS、 InFO 技术,搭建 3DFabric 技术平台,提供从前端到后端完全集成的同构和 异构集成。SOIC 为垂直芯片堆叠 3D 拓扑封装,可与 CoWoS、InFO 共用,AMD 是首发客户,最新的 MI300 即以 SoIC 搭配 CoWoS。苹果考虑后续在 Macbook 中使用 SOIC 搭配 InFO 技术,目前正处小批量试产中。CoWoS 主要针对需要 整合先进逻辑和高带宽存储器的 HPC 应用,目前已支持超过 25 个客户的 140多种CoWoS产品,当前主要提供三种不同的转接板技术:CoWoS-S、CoWoSR、CoWoS-L。InFO 是创新的晶圆级系统集成技术平台,具有高密度 RDL 和 TIV,用于各种应用的高密度互连和性能,主要有 InFO_PoP、InFO_oS 两种 产品。相对来说,CoWoS 的性能更好,但成本较高;InFO 则采用 RDL 代替硅 中介层,无须 TSV,性价比更高。

三星:I-Cube 和 X-Cube 提供 2.5D&3D 解决方案。三星提供了 2.5D 和 3D 在 内的丰富的先进封装交钥匙解决方案。包括 I-CubeS、I-CubeE、X-Cube (TCB) 和 X-Cube (HCB)四个不同的封装类型:1)I-CubeS 和 I-CubeE 都是 2.5D 封装技术的代表:它们的技术特点是,在一个 85x85mm²的封装中,可 以同时放置多个 HBM(目前是 8 个),并且互连层的面积是一个标准光罩的 三倍,即 3x reticle;2)3D 封装技术 X-Cube (TCB)和 X-Cube (HCB):区 别在于是否使用凸块连接技术,X-Cube (HCB)微凸块间距和硅片厚度仅为 4µm 和 10µm,精度提升。

英特尔:EMIB 和 3D Foveros 持续演进。当前 2.5D 封装的主流方案包括: 以台积电的 CoWos-S 为代表的 sillicon interposer(硅中介层)连接方 案,以及英特尔的以 EMIB 为代表的“sillicon bridge”(硅桥接)连接方 案。其中 EMIB 封装不同之处在于其硅桥内嵌于基板之内,而 cowos-s 的硅 中介层则是在基板之上。对比来看,EMIB 方案优势在于不受掩模版尺寸限 制,可以显著减小生产成本且使用灵活。而 Foveros 3D 封装取消了基板的 连接环节,通过 Die 与 Die 之间的叠加和高密度连接,实现更小的功率损 失,以及更好的连接性。第一代 Foveros 凸点间距为 50 微米,而第二代 Foveros 升级至 36 微米,连接密度增加一倍。

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