在半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展中，摩爾定律一度被視為不可逾越的巔峰，然而隨著其優(yōu)勢(shì)逐漸達(dá)到極限，業(yè)界對(duì)于芯片性能提升的關(guān)注點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)向后端生產(chǎn)，特別是封裝技術(shù)的創(chuàng)新。先進(jìn)封裝技術(shù)，作為半導(dǎo)體技術(shù)的下一個(gè)突破點(diǎn)，正以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)引領(lǐng)市場(chǎng)的新一輪增長(zhǎng)。
傳統(tǒng)上，封裝工藝在半導(dǎo)體生產(chǎn)流程中一直被視為后端環(huán)節(jié)，往往被低估其重要性。原因有兩點(diǎn)：首先，使用老一代設(shè)備仍然可以封裝晶片。其次，封裝大多由外包的半導(dǎo)體組裝和測(cè)試公司（OSAT）完成，這些公司主要依靠低廉的勞動(dòng)力成本而非其他差異化競(jìng)爭(zhēng)。然而，隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)的變化，封裝技術(shù)不再只是簡(jiǎn)單的保護(hù)芯片免受外界環(huán)境侵害的手段，而是成為提升芯片性能、滿足新興應(yīng)用需求的關(guān)鍵所在。先進(jìn)封裝技術(shù)的出現(xiàn)，正是對(duì)這一轉(zhuǎn)變的最好詮釋。
傳統(tǒng)封裝技術(shù)
線鍵技術(shù)是一種互聯(lián)技術(shù)，它利用焊球和細(xì)金屬線將印刷電路板與芯片連接起來(lái)，這種技術(shù)在20世紀(jì)50年代開(kāi)發(fā)，至今仍在使用。與封裝芯片相比，它所需空間較小，可連接相對(duì)較遠(yuǎn)的點(diǎn)，但在高溫、高濕和溫度循環(huán)條件下可能會(huì)失效，而且每個(gè)鍵必須按順序形成，這就增加了復(fù)雜性，并且減慢了制造速度。數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2031年，焊線市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到160億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為2.9%。
封裝技術(shù)的第一次重大演變出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期的倒裝芯片上，這種芯片使用面朝下的芯片，芯片的整個(gè)表面積都通過(guò)焊接"凸點(diǎn)"用于互連，將印刷電路板與芯片粘合在一起。這使得外形尺寸或硬件尺寸更小，信號(hào)傳輸速率更高，即信號(hào)從發(fā)射器到接收器的傳輸速度更快。倒裝芯片封裝是目前最常見(jiàn)、成本最低的技術(shù)，主要用于中央處理器、智能手機(jī)和射頻系統(tǒng)級(jí)封裝解決方案。倒裝芯片可以實(shí)現(xiàn)更小的組裝，并能承受更高的溫度，但必須安裝在非常平整的表面上，而且不易更換。目前的倒裝芯片市場(chǎng)規(guī)模約為270億美元，預(yù)計(jì)年復(fù)合增長(zhǎng)率為6.3%，到2030年將達(dá)到450億美元。
先進(jìn)封裝關(guān)鍵技術(shù)
先進(jìn)封裝技術(shù)，顧名思義，是對(duì)傳統(tǒng)封裝技術(shù)的升級(jí)與改進(jìn)。傳統(tǒng)的封裝技術(shù)如線鍵合和倒裝芯片雖然在過(guò)去半個(gè)世紀(jì)中發(fā)揮了巨大作用，但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的多樣化，其局限性也日益凸顯。線鍵合技術(shù)雖然連接靈活，但在惡劣環(huán)境下容易失效，且制造速度較慢；而倒裝芯片技術(shù)雖然實(shí)現(xiàn)了更小的組裝尺寸和更高的信號(hào)傳輸速率，但對(duì)安裝表面的平整度要求較高，且不易更換。因此，尋找一種更加高效、可靠的封裝技術(shù)成為了行業(yè)的迫切需求。
自2000年以來(lái)，已有三種主要的先進(jìn)包裝技術(shù)投入商用，補(bǔ)充了上半個(gè)世紀(jì)盛行的兩種技術(shù)。
先進(jìn)封裝有助于滿足目前主流的新興應(yīng)用，例如5G、自動(dòng)駕駛汽車和其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以及虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。這些應(yīng)用需要能夠快速處理海量數(shù)據(jù)的高性能、低功耗芯片。先進(jìn)封裝技術(shù)通過(guò)將多個(gè)芯片組合在一起，可以實(shí)現(xiàn)更高效的信號(hào)傳輸和數(shù)據(jù)處理，從而提升整個(gè)系統(tǒng)的性能。
其次，先進(jìn)封裝技術(shù)能夠通過(guò)優(yōu)化封裝結(jié)構(gòu)和工藝，可以減少原材料的消耗和浪費(fèi)，降低制造成本。同時(shí)，由于封裝尺寸的縮小，也可以減少印刷電路板等配套設(shè)備的使用，進(jìn)一步降低成本。并且，通過(guò)采用更加先進(jìn)的材料和工藝，可以有效防止化學(xué)污染以及光、熱和撞擊的損害，從而提高產(chǎn)品的使用壽命和穩(wěn)定性。
正是基于這些優(yōu)勢(shì)，先進(jìn)封裝技術(shù)自2000年左右推出以來(lái)，便獲得了巨大的發(fā)展勢(shì)頭。目前，市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了多種先進(jìn)的封裝技術(shù)，如2.5-D、3-D、扇出式和系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）封裝等。這些技術(shù)不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)封裝技術(shù)的不足，還為半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇。
晶圓級(jí)封裝
