浅浅的笔记：先进封装

封装的定义

封装，指用特定材料、工艺技术对芯片进行安放、固定、密封，并将芯片上的接点连接到封装外壳上的工艺流程，其可保护芯片性能并实现芯片内部 功能的外部延伸。

基本的封装工艺流程包括：晶圆减薄（wafer grinding）、晶圆切割（wafer Saw）、芯片贴装（Die Attach）、焊接键合、塑封工艺 、后固化工艺、测试、打标工艺（电镀、打弯、激光打印）、包装、仓检、出货等工序。（下图来自华福证券研报）

封装的意义

一方面，在芯片制造流程中，IC芯片相当小且薄，稍不注意则会被刮伤损坏，需要对其提供一定的保护；另一方面，因为芯片 的尺寸微小，不易以人工安置在电路板上，此时若封装一个较大尺寸的外壳，则会大大降低技术难度。

总而言之，半导体封装可以提升产品的性能，降低技术成本，最终实现良品率的提高和工艺节点的突破，是后摩尔时代技术创新的主流方向之 一。封装主要起着安放、固定、密封、保护芯片，以及确保电路性能和热性能等作用。（下图来自华福华鑫研报）

先进封装的定义

根据切割与封装顺序划分：传统封装（先从晶圆上分离出单个芯片后再进行封装）；晶圆级封装（WLP，在晶圆级上进行部分或全部封装工 艺，再切割成单件）。

先进封装与传统封装最大区别在于连接芯片方式。先进封装与传统封装的最大区别在于连接芯片的方式，先进封装可在更小空间内实现更 高设备密度，并使功能得到扩展。通过硅通孔、桥接器、硅中介层或导线层完成更大规模串联，从而提高信号输送速度，减少能耗。（下图来自华福华鑫研报）

先进封装技术通过采用更紧凑、更高级设计和制程技术，可提供更高集成度，更小尺寸，更高性能及更低能耗芯片。通过 将多个芯片堆叠，在显著提高集成度及性能时，降低空间需求。在性能与能耗上，先进封装通过优化设计与制程，可大幅 提高信号传输速度，降低功耗。在制程技术上，先进封装采用如微细化焊球、超低k材料等创新技术，使得封装电气性能及 散热性能有显著提升。（下图来自华福华鑫研报）

先进封装的意义：打破三堵墙

存储墙：处理器峰值算力每两年增长3.1倍，而动态存储器带宽每两年增长1.4 倍，存储器发展速度远落后于处理器，相差1.7倍。近存计算方案为突破“存 储墙”有效解决方案，基于先进封装，通过超短互连技术，可实现存储器和处 理器之间数据的近距离搬运。

面积墙：当芯片制程相同时，通过增大芯片面积可集成更多晶体管数量，从而 提升芯片性能，芯片尺寸受限于光刻机光罩极限。通过先进封装技术集成多颗 芯片是突破芯片“面积墙”一种低成本主流方案。

功能墙：可通过多芯片异质集成技术，将传感、存储、计算、通信等不同功能 的元器件集成在一起，实现电、磁、热、力等多物理场的有效融合。

与传统封装相比，先进封装需要不同设备、材料和工艺，例如新基板材料、光刻工艺、激光钻孔、CMP和KGD测试。先进封 装参与者投入大量资金开发及引入新技术与材料。先进封装异构集成将推动半导体创新，提高整体系统性能，同时降低成 本，未来3D堆叠间距将会进一步下降，Bump I/0间距将会缩小至40-50微米之间，重布层线宽间距将至2/2微米。（下图来自华福华鑫研报）

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