應用需求驅動下先進封裝技術的機遇與挑戰

近年來摩爾定律增速不斷放緩，而新型應用對高效節能芯片的要求越來越強烈，半導體業界正在積極探索解決方案，包括3D封裝，片上系統（SOC）到系統級封裝（SIP）技術。

在SEMICON China 2020的“先進封裝論壇”中，討論了先進封裝、異構集成的前沿技術、發展路線和產業生態，以及產業發展的機會。

Co-Chair of HIR, Chairman of 3MTS Bill Bottoms先生在開幕致辭指出，摩爾定律誕生55年之后，世界不斷發生著變化，而現下CMOS縮放不再是推動半導體產業進步的步伐。“我們正在進入一個技術融合的時期，不同的材料、電路、異構集成、3D系統級集成等技術加快了創新的步伐。” Bill Bottoms說道，“今天，來自世界領先的專家們聚集在一起，討論新興的先進封裝技術、異構集成技術與生態系統以及與之相關的機遇，分享通過先進封裝技術保持進步的觀點。”

江蘇長電科技技術市場副總裁包旭升帶來了《5G環境下的微系統集成封裝解決方案》，他指出5G加速了數字經濟的成長，同時5G時代下的集成電路封裝技術面臨著挑戰。比如5G通信的高頻、高速、低時延、多通路，給集成電路封裝帶來新的技術挑戰，而Sub-6G頻段的使用為行業提供了一定的過渡。系統級封裝技術SiP&Chiplet成為主流的解決方案，其中的關鍵在于協同設計與仿真。包旭升闡述了長電科技系統級封裝技術的發展規劃，將聚焦5G、AI、車載、大數據四大主流應用市場，同時，他向在座的觀眾們介紹了長電科技面向市場的系統級封裝技術方案。

廈門大學特聘教授，廈門云天半導體創始人于大全圍繞《Progress of 3D Wafer Level Packaging and Integration Technologies for 5G Applications》主題指出，智能移動終端、物聯網、5G、人工智能、深度學習等技術的快速發展，對先進封裝提出了更加苛刻的要求。在5G器件集成中，晶圓級封裝與集成非常重要。Fan-in晶圓級封裝可用于SAW/BAW濾波器和IPD、 RF模塊。Fan-out晶圓級封裝可用于射頻模塊和mmWave芯片。近年來，透玻通孔（TGV）技術和嵌入式玻璃扇出技術（GFO）的玻璃晶圓級封裝越來越成熟，可用于IPD、mmWave、RF模塊。于大全同時指出，針對各種5G應用的晶圓級系統集成技術開發仍需大量的創新工作。

通富先進封裝研究院副總經理謝鴻帶來了《Chiplet 封裝的趨勢和挑戰》主題演講，他探討了小芯片（chiplet）封裝的趨勢與挑戰。面對硅晶片持續微縮帶來的經濟挑戰，企業需要成本效益更高的解決方案，這驅使小芯片成為未來10至20年芯片發展的關鍵。各種異構集成的封裝建模塊將成為推進技術發展的關鍵挑戰。謝鴻通過TFME在發展FoPoS（FO+FC BGA）技術時的案例來說明利用FoPoS技術能夠提供低成本、高性能的產品，不過他同時強調開發這類技術還需解決包括芯片移位、翹曲、芯片粘貼、RDL細線路、可靠性等挑戰。

Merck性能材料部門半導體材料主管陳天牛帶來了《開發引領先進半導體封裝的材料》主題演講，他表示5G技術是當今數據收集、存儲和分析的主要驅動力之一，而HIT（Heterogeneous Integration Technology異構集成技術）已經發展成為加速5G技術發展的主要封裝技術之一。陳天牛在現場討論了這些先進封裝工藝的材料，包括TFRs（厚膜光刻膠）及其濕法清洗解決方案、自旋涂覆光刻膠和導電漿料等互連材料以及相應的目標應用。

華天科技(昆山)電子有限公司研究院副院長馬書英圍繞《三維晶圓級封裝技術進展和應用》主題，介紹了先進系統集成技術的進展與應用。數據指出，2018年至2024年，封裝市場的年復合增長率將達到5%，而其中先進封裝市場年復合增長率將達8.2%，其中Fan-out 與 TSV將成為增長最快的技術。系統集成需要先進的封裝平臺，晶圓級封裝平臺在先進封裝中起著關鍵作用，并被廣泛應用于大規模制造中。在制造過程中，TSV、bump /RDL、C2W和W2W是關鍵的技術。以華天先進的晶片級封裝技術為例，馬書英闡述了eSiFO?與eSinC?技術。

海通證券電子行業首席分析師陳平在現場帶來了《資本助力，國產半導體新機遇》報告。報告指出，近年來國內IC設計企業數量不斷增加，銷售收入不斷增長。2019年全國共有1780家設計企業，預計有238家企業的銷售超過1億元人民幣。陳平分析了半導體產業成長的驅動力主要來自于三大方面，一是國內的一批優秀芯片設計企業不斷成長，其次，強大的下游本土品牌對芯片業起著強有勁的帶動作用；近期中美貿易摩擦事件也加速了國產化替代的進程。陳平表示，半導體產業的發展缺少不了資本的助力，半導體產業資金需求量大，在自主可控的背景下，國家加大了政策、資金、人才、稅收等各支持力度支持半導體產業，其次，科創板的風向標也為半導體產業發展助力。

歌爾微電子有限公司技術與商務副總裁田德文現場帶來了《5G，AI，IoT 多重應用需求驅動下SiP的機遇與挑戰》主題演講，他認為5G、AI、IoT是未來半導體發展的三大關鍵驅動力，他首先介紹了5G、AI、IoT時代SiP的發展機遇，并相應指出關鍵的SiP封裝技術。比如用于AI和高性能計算的2.5D/3D封裝技術，具體包括扇出型封裝技術、3D MiM技術、CoWos技術、SoIC技術、EMIB技術、Foveros技術、Co-EMIB技術等。不過，目前系統級封裝還面臨著來自供應鏈、協同設計/仿真和測試等方面的挑戰，需要一一克服。