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玻璃基板全球制造商瞄準(zhǔn)2.5D/3D封裝、系統(tǒng)級(jí)、CPO和下一代AI芯片

半導(dǎo)體芯科技SiSC ? 來源:半導(dǎo)體芯科技SiSC ? 作者:半導(dǎo)體芯科技SiS ? 2024-10-14 13:34 ? 次閱讀
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傳統(tǒng)塑料基板已經(jīng)無法滿足系統(tǒng)級(jí)封裝信號(hào)傳輸速度、功率傳輸、設(shè)計(jì)規(guī)則和封裝基板穩(wěn)定性的復(fù)雜需求,玻璃基板需求暴漲,玻璃基板有比塑料基板更光滑的表面,同樣面積下,開孔數(shù)量要比在有機(jī)材料上有明顯優(yōu)勢(shì)。

此外,玻璃芯通孔之間的間隔能夠小于 100 微米,這直接能讓晶片之間的互連密度提升10倍?;ミB密度的提升能容納更多數(shù)量的晶體管,從而實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的設(shè)計(jì)和更有效地空間利用。

與此同時(shí),玻璃基板在熱學(xué)性能、物理穩(wěn)定度方面表現(xiàn)都更出色、更耐熱,不容易因?yàn)闇囟雀叨a(chǎn)生翹曲或變形的問題。

全球巨頭將玻璃基板聚焦于2.5D/3D封裝、系統(tǒng)級(jí)以及CPO和下一代AI芯片

康寧中國(guó)區(qū)表示半導(dǎo)體先進(jìn)封裝是公司戰(zhàn)略布局的重要一環(huán),康寧玻璃晶圓/面板主要服務(wù)于包括先進(jìn)封裝和光電共封裝(CPO)客戶。以玻璃載板平整度以及熱膨脹系數(shù)(CTE)于客戶的晶圓相互匹配,康寧熔融下拉工藝可以提供非常完美的表面質(zhì)量、平整度,以及大尺寸和可量產(chǎn)性。除了玻璃基板,還將它做成玻璃晶圓/面板成品給到客戶,包括先進(jìn)封裝和光電共封裝(CPO)客戶。

康寧顯著的合作案例有:他們通過將Ayar Labs的TeraPHY光學(xué)I/O小芯片與康寧的玻璃基波導(dǎo)模塊相結(jié)合。另外愛立信正在與Ayar Labs和康寧合作開發(fā)這種人工智能驅(qū)動(dòng)的解決方案,也融入了Intel的光電基板的光學(xué)和電學(xué)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)路徑。

基于玻璃基板的混合光子集成系統(tǒng)

特種玻璃巨頭肖特發(fā)力半導(dǎo)體業(yè)務(wù),新材料基板成為下一代芯片突破口。2024年8月肖特中國(guó)在蘇州設(shè)立“半導(dǎo)體先進(jìn)封裝玻璃解決方案“部門,為中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的合作伙伴提供定制化解決方案。已經(jīng)在為頭部半導(dǎo)體企業(yè)量身定制玻璃基板產(chǎn)品,以支持HD Fanout、2.5D/3D、PLP等先進(jìn)封裝工藝的實(shí)現(xiàn),滿足小芯片集成度的提高,支持更高的算力需求。

肖特玻璃

英特爾在玻璃基板開發(fā)方面處于領(lǐng)先地位,這是由于當(dāng)前 RDL 中介層解決方案的限制以及對(duì)更精細(xì)凸點(diǎn)間距的需求所驅(qū)動(dòng)的。然而,玻璃基板技術(shù)面臨幾個(gè)挑戰(zhàn),英特爾表示玻璃比傳統(tǒng)基板材料更脆,難以加工。形成穿透玻璃導(dǎo)孔(TGV)需要先進(jìn)的蝕刻和沉積技術(shù)。必須開發(fā)新的工具和流程來有效處理玻璃基板。

盡管困難重重,但英特爾正在向數(shù)據(jù)中心、人工智能和圖形構(gòu)建在2030年實(shí)現(xiàn)單個(gè)封裝體內(nèi)集成1萬億個(gè)晶體管的目標(biāo)挺近。此外,英特爾研發(fā)的共同封裝光學(xué)元件技術(shù),CPO預(yù)計(jì)將于24年年底投入生產(chǎn)。

作為玻璃基板的最大潛在客戶,臺(tái)積電除維持 CoWoS擴(kuò)張外,正在建立部署玻璃芯的扇出型面板級(jí)(515X510mm)封裝。其攻堅(jiān)動(dòng)力來自英偉達(dá)的未來AI芯片需求。臺(tái)積電強(qiáng)調(diào)了高集成良率的重要性,特別是對(duì)于在昂貴的先進(jìn)邏輯節(jié)點(diǎn)上制造的頂層芯片。為解決集成水平的提高,分割和拾取放置的挑戰(zhàn)性,臺(tái)積電正在聯(lián)合業(yè)界支持開發(fā)、新型熱界面材料(TIMs)、有機(jī)模塑化合物、底填材料和先進(jìn)的過程控制和計(jì)量工具。

臺(tái)積電正在根據(jù)英偉達(dá)的需求為其未來的FOPLP開發(fā)玻璃基板,以領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)者將,最早2025-2026年推出解決方案進(jìn)入市場(chǎng)。臺(tái)積電還和英特爾正在積極擴(kuò)大研發(fā)力度。

為此,許多臺(tái)灣制造商將一人得道雞犬升天。臺(tái)灣制造商成立了“玻璃基板供應(yīng)商電子核心系統(tǒng)聯(lián)盟”,以匯集專業(yè)知識(shí)。該聯(lián)盟專注于通過玻璃通孔(TGV)等精煉工藝,這是大規(guī)模生產(chǎn)玻璃基板的瓶頸。2024年對(duì)臺(tái)積電來說已經(jīng)是一個(gè)重要的一年,該公司最近也啟動(dòng)了蘋果的2納米芯片組試生產(chǎn)。

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日月光作為半導(dǎo)體封裝和測(cè)試領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,在 FOPLP 技術(shù)上取得了重大進(jìn)展?;诓A荆瑯?gòu)建更大尺寸的板級(jí)封裝成為日月光的探索目標(biāo)。除了板級(jí)處理在大批量生產(chǎn)中可以帶來顯著的成本節(jié)約,還有更高的產(chǎn)出,如對(duì)于相同的中介層尺寸,600x600mm 的面板可以容納 8 倍于 12 英寸晶圓的中介層數(shù)量。目前日月光能夠控制 600x600mm 板級(jí)封裝并實(shí)現(xiàn)有效的翹曲和斷裂控制,5μm/5μm RDL 線寬/間距能力,還計(jì)劃在 2025 年前開發(fā) 2μm/2μm 原型。

隨著人工智能熱潮進(jìn)入下一步,玻璃基板將在未來發(fā)揮巨大作用。玻璃芯基板可能在 2027-2028 年左右進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn),緊隨高性能應(yīng)用中 FOPLP 的采用之后。激進(jìn)者在2025年率先導(dǎo)入玻璃基產(chǎn)品。

更重要的是,看客們還在期待他們?cè)斐龅牟AЩ?AI、HPC 到底是什么樣的。目前為止,沒有一家大牛敢拿出他們的GPU展示給我們。

【近期會(huì)議】

10月30-31日,由寬禁帶半導(dǎo)體國(guó)家工程研究中心主辦的“化合物半導(dǎo)體先進(jìn)技術(shù)及應(yīng)用大會(huì)”將首次與大家在江蘇·常州相見,邀您齊聚常州新城希爾頓酒店,解耦產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)布局!https://w.lwc.cn/s/uueAru

11月28-29日,“第二屆半導(dǎo)體先進(jìn)封測(cè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新大會(huì)”將再次與各位相見于廈門,秉承“延續(xù)去年,創(chuàng)新今年”的思想,仍將由云天半導(dǎo)體與廈門大學(xué)聯(lián)合主辦,雅時(shí)國(guó)際商訊承辦,邀您齊聚廈門·海滄融信華邑酒店共探行業(yè)發(fā)展!誠(chéng)邀您報(bào)名參會(huì):https://w.lwc.cn/s/n6FFne


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審核編輯 黃宇

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