中國粉體網(wǎng)訊 在后摩爾時代,半導體工藝正逐步逼近物理極限,芯片性能提升遭遇前所未有的嚴峻挑戰(zhàn)。在此背景下,2.5D/3D封裝技術憑借對芯片集成效率的顯著提升,成為延續(xù)摩爾定律的核心關鍵路徑。而中介層作為連接不同芯片、實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效傳輸?shù)暮诵摹皹蛄骸,其性能表現(xiàn)與成本控制,直接決定了先進封裝技術的產業(yè)化推進速度與應用規(guī)模。
當前傳統(tǒng)中介層方案存在明顯短板,難以兼顧性能與成本的平衡。其中,硅基中介層雖在電氣性能、互連密度上表現(xiàn)優(yōu)異,但其制造成本居高不下,占封裝總成本比例超30%,且復雜的制造工藝進一步限制了其大規(guī)模應用。另一主流方案有機中介層雖成本優(yōu)勢顯著,但存在高頻信號損耗大、熱膨脹系數(shù)與芯片不匹配、易發(fā)生翹曲變形等問題,無法滿足高密度互連場景下的性能需求。
在傳統(tǒng)中介層方案難以突破瓶頸的背景下,基于TGV(玻璃通孔)技術的玻璃基中介層憑借多維度優(yōu)勢脫穎而出。它不僅具備極低的高頻信號損耗、與芯片接近的熱膨脹系數(shù)和優(yōu)異的機械強度,還在成本控制上展現(xiàn)出顯著競爭力,完美解決了傳統(tǒng)方案“性能與成本不可兼得”的痛點,成為支撐下一代先進封裝技術發(fā)展的核心材料。
近期,芯德半導體與東南大學史泰龍團隊聯(lián)合研發(fā)的晶圓級Glass Interposer 2.5D扇出型封裝技術取得突破性進展,相關技術指標精準達成封裝設計需求。
產品封裝設計結構圖 來源:芯德半導體
本次流片的首顆樣品是面向AI加速芯片的2.5D集成模塊,該模塊架構強大,包含1顆采用7nm工藝的國產GPU核心、4顆單顆帶寬超460GB/s的HBM2E存儲芯片,以及厚度為400μm的Glass Interposer互連層,為高性能AI計算提供了堅實的硬件支撐。
產品實物外觀圖 來源:芯德半導體
從仿真數(shù)據(jù)來看,該技術優(yōu)勢顯著,在相同頻率下,TGV互連結構的插入損耗均小于傳統(tǒng)TSV(硅通孔),即便比特率增加導致眼圖指標大部分惡化,TGV的指標仍優(yōu)于TSV。
TGV樣片SEM特征圖 來源:芯德半導體
具體而言,這項技術在四大關鍵領域實現(xiàn)突破:其一,高精度TGV工藝,成功實現(xiàn)直徑62.5μm的微孔加工,深寬比達7:1,互連密度較傳統(tǒng)方案提升3倍;其二,超細線路RDL(再布線層),線寬/線距≤2μm,支持10⁴I/O/mm²的高密度互連,完美滿足HBM(高帶寬存儲器)集成需求;其三,低翹曲晶圓級封裝,通過材料優(yōu)化與低溫鍵合技術,將300mm晶圓翹曲控制在<50μm,良率突破97%,大幅提升生產穩(wěn)定性與經(jīng)濟性;其四,射頻性能優(yōu)化,玻璃介電損耗(Df)可低至0.004@10GHz,除了適用于AI、HPC 領域,還能滿足5G毫米波、光通信等高頻應用場景需求。
作為這項突破性技術的主導者之一,芯德半導體實力雄厚。公司自2020年9月成立以來,專注于中高端封裝測試領域。目前,可為客戶提供豐富的封裝產品設計和服務,涵蓋Bumping、WLCSP、Flip Chip PKG、QFN、BGA、SIP、SIP-LGA、2.5D等多種封裝類型。
此次TGV技術的突破性進展,進一步彰顯了芯德半導體在先進封裝領域的技術實力與創(chuàng)新能力,有望推動國內高端封裝產業(yè)加速發(fā)展,助力我國在全球半導體競爭中占據(jù)更有利地位。
參考來源:
芯德半導體官網(wǎng)
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/月明)
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