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近期，先進(jìn)封裝技術(shù)亮點(diǎn)和產(chǎn)能演進(jìn)持續(xù)。技術(shù)端看，臺積電布局先進(jìn)封裝技術(shù)3DBlox生態(tài)，推動3DIC技術(shù)新進(jìn)展；產(chǎn)能布局上，10月9日封測大廠日月光半導(dǎo)體K28新廠正式動工擴(kuò)產(chǎn)CoWoS產(chǎn)能；另外近期奇異摩爾和智原科技合作的2.5D封裝平臺成功進(jìn)入量產(chǎn)階段，甬矽電子擬投14.6億新增Fan-out和2.5D/3D封裝產(chǎn)能。
日月光K28廠動土，擴(kuò)充CoWoS高端封測產(chǎn)能
10月9日，封測大廠日月光半導(dǎo)體在中國臺灣高雄市大社區(qū)舉行K28新廠動土典禮，K28廠預(yù)計(jì)2026年完工，主要擴(kuò)充CoWoS先進(jìn)封測產(chǎn)能，預(yù)估可增加近900個(gè)就業(yè)機(jī)會。
日月光高雄廠總經(jīng)理羅瑞榮表示，因應(yīng)CoWoS先進(jìn)封裝制程的晶圓、終端測試需求，日月光在面積約2公頃的大社基地興建K27和K28廠房，K27已在2023年啟用，今天動土的K28廠，由日月光半導(dǎo)體提供大社土地，日月光旗下宏璟建設(shè)提供資金合建廠房。
近三個(gè)月來，日月光投控已斥資221.42億新臺幣，投入購置設(shè)備和廠務(wù)設(shè)施，透露集團(tuán)積極強(qiáng)化量能，蓄勢待發(fā)迎接產(chǎn)業(yè)成長盛況。此前8月消息，日月光半導(dǎo)體向宏璟建設(shè)購入其所持位于高雄楠梓K18廠房，用來布局晶圓凸塊封裝和覆晶封裝制程生產(chǎn)線。今年年初消息，日月光投控收購芯片大廠英飛凌位于菲律賓和南韓的兩座后段封測廠，擴(kuò)大在車用和工業(yè)自動化應(yīng)用的電源芯片模組封測與導(dǎo)線架封裝，投資金額逾新臺幣21億元。
奇異摩爾攜手智原科技合作的2.5D封裝平臺成功進(jìn)入量產(chǎn)階段
近日，智原科技與奇異摩爾宣布共同合作的2.5D封裝平臺已成功進(jìn)入項(xiàng)目量產(chǎn)階段。
據(jù)悉，智原科技有效整合來自不同半導(dǎo)體廠的多源Chiplet，涵蓋計(jì)算機(jī)運(yùn)算裸芯片、HBM設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，奇異摩爾提供包括已設(shè)計(jì)驗(yàn)證完成之高性能3D Chiplet通用底座（Base Die）、高速片內(nèi)互連芯粒（IO Die）及高性能網(wǎng)絡(luò)加速芯粒（NDSA）等Chiplet多款產(chǎn)品，可根據(jù)客戶需求做定制化的整合。雙方共同合作提供完整的Chiplet SoC/Interposer設(shè)計(jì)整合、測試分析、外包采購和生產(chǎn)規(guī)劃等先進(jìn)封裝服務(wù)；借助這一全方位解決方案，能加速系統(tǒng)級產(chǎn)品的整合設(shè)計(jì)，使得客戶能夠?qū)Ｗ⒂诤诵穆阈酒拈_發(fā)，進(jìn)而縮短設(shè)計(jì)周期并降低研發(fā)成本。
甬矽電子擬投14.6億新增Fan-out和2.5D/3D 封裝產(chǎn)能
近日，科創(chuàng)板上市公司甬矽電子發(fā)布公告稱，甬矽電子發(fā)行可轉(zhuǎn)債擬募集資金總額不超過12億元，將用于多維異構(gòu)先進(jìn)封裝技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目、補(bǔ)充流動資金等。
甬矽電子作為國內(nèi)封測企業(yè)中的新銳力量，從成立之初即聚焦集成電路封測業(yè)務(wù)中的先進(jìn)封裝領(lǐng)域，封裝產(chǎn)品包括倒裝（FC 類產(chǎn)品）、系統(tǒng)級封裝（SiP）、晶圓級封裝產(chǎn)品（WLP）、扁平無引腳封裝產(chǎn)品（QFN/DFN）、微機(jī)電系統(tǒng)傳感器（MEMS）5大類別。
上述提及的多維異構(gòu)先進(jìn)封裝技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目為集成電路封測行業(yè)最前沿的封裝技術(shù)路線之一。甬矽電子，公司將開展“晶圓級重構(gòu)封裝技術(shù)（RWLP）”、“多層布線連接技術(shù)（HCOS-OR）”、“高銅柱連接技術(shù)（HCOS-OT）”、“硅通孔連接板互聯(lián)技術(shù)（HCOS-SI/AI）”等方向的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，并在完全達(dá)產(chǎn)后形成封測Fan-out系列和2.5D/3D系列等多維異構(gòu)先進(jìn)封裝產(chǎn)品9萬片/年的生產(chǎn)能力。
臺積電布局先進(jìn)封裝技術(shù)3DBlox，推動3DIC技術(shù)新進(jìn)展
在2024年臺積電OIP生態(tài)系統(tǒng)論壇上，臺積電重點(diǎn)討論了如何最大限度地提高3DIC（3D集成電路）的設(shè)計(jì)效率。其中3DBlox相關(guān)技術(shù)值得關(guān)注。據(jù)悉，3DBlox是臺積電推出的一個(gè)創(chuàng)新框架，包含標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)語言，旨在解決3DIC設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。
早在2022年，臺積電就開始探索如何展示其3DFabric產(chǎn)品，特別是CoWoS和InFO，它們是3DIC的關(guān)鍵技術(shù)。CoWoS使用硅中介層集成芯片，而InFO則使用RDL（再分布層）中介層。臺積電將這些方法結(jié)合在一起，創(chuàng)造出CoWoS-R和CoWoS-L，前者用RDL技術(shù)取代硅中介層，后者則集成了本地硅互連。
有了這些構(gòu)件之后，臺積電意識到他們需要一種系統(tǒng)的方法來表示其日益復(fù)雜的技術(shù)產(chǎn)品。這促成了3DBlox的誕生，它為表示臺積電3DFabric技術(shù)的所有可能配置提供了標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。通過專注于三個(gè)關(guān)鍵要素——芯片、芯片接口和接口之間的連接，臺積電能夠有效地模擬各種3DIC配置。
2023年臺積電已在芯片再利用和設(shè)計(jì)可行性方面進(jìn)行了深入研究，為早期設(shè)計(jì)探索引入了一種自上而下的方法。這種方法使臺積電及其客戶在獲得所有設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)之前，就能進(jìn)行早期電氣和熱分析。臺積電通過一個(gè)允許芯片鏡像、旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)，同時(shí)保持芯片信息主列表的系統(tǒng)，開發(fā)了一種簡化的方法來檢查多個(gè)芯片的設(shè)計(jì)規(guī)則。
到2024年，臺積電將面對3DIC系統(tǒng)日益增長的復(fù)雜性，并制定新的戰(zhàn)略來解決這一問題。關(guān)鍵的創(chuàng)新是將三維設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)分解為更易于管理的二維問題，重點(diǎn)關(guān)注總線、TSV（硅通孔）和PG（電源/地線）結(jié)構(gòu)。這些元素一旦在三維平面規(guī)劃階段定位，就會轉(zhuǎn)化為二維問題，利用現(xiàn)有的二維設(shè)計(jì)解決方案簡化整個(gè)流程。
臺積電2024年的重點(diǎn)是最大限度地提高3DIC設(shè)計(jì)效率，主要圍繞設(shè)計(jì)規(guī)劃、實(shí)施、分析、物理驗(yàn)證和基板布線五個(gè)發(fā)展領(lǐng)域開展。
在整個(gè)3DIC設(shè)計(jì)規(guī)劃，臺積電的關(guān)鍵創(chuàng)新之一是將單個(gè)TSV實(shí)體轉(zhuǎn)換為密度值，從而可以對其進(jìn)行數(shù)值建模。通過使用Cadence Cerebrus Intelligent Chip Explorer和Synopsys DSO.ai等人工智能驅(qū)動引擎，臺積電能夠探索解決方案空間，并反向映射總線、TSV和PG結(jié)構(gòu)的最佳解決方案。通過這種方法，設(shè)計(jì)人員可以為其特定設(shè)計(jì)選擇最佳折中方案。此外，2024年還強(qiáng)調(diào)了芯片與封裝的協(xié)同設(shè)計(jì)。臺積電與主要客戶合作，共同應(yīng)對芯片和封裝團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)調(diào)挑戰(zhàn)，這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)以前是獨(dú)立運(yùn)作的。
此外，在3DIC設(shè)計(jì)中，多物理場相互作用（尤其是與熱問題有關(guān)的相互作用）變得更加突出。臺積電認(rèn)識到，由于不同物理引擎之間的耦合效應(yīng)更強(qiáng)，因此3DIC中的熱問題比傳統(tǒng)2D設(shè)計(jì)中更為突出。為解決這一問題，臺積電開發(fā)了一個(gè)通用數(shù)據(jù)庫，允許不同的引擎根據(jù)預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行交互和會聚，從而實(shí)現(xiàn)對設(shè)計(jì)空間的有效探索。2024年推出的關(guān)鍵分析工具之一是翹曲分析，這對3DIC結(jié)構(gòu)尺寸的增長至關(guān)重要。臺積電開發(fā)了Mech Tech文件，為行業(yè)合作伙伴定義了促進(jìn)應(yīng)力模擬的必要信息，填補(bǔ)了半導(dǎo)體行業(yè)在翹曲解決方案方面的空白。
目前，通過與EDA伙伴合作，臺積電創(chuàng)建了一個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 (DRC) 平臺，可對天線效應(yīng)進(jìn)行建模和捕捉，確保在設(shè)計(jì)過程中考慮到天線效應(yīng)。2024年，臺積電還推出了針對3DIC系統(tǒng)的布局與原理圖 (LVS) 驗(yàn)證增強(qiáng)功能。
此外基板布線創(chuàng)新則是臺積電有所突破的基礎(chǔ)領(lǐng)域。臺積電三年前開始研究Interposer Substrate Tech文件格式，到2024年，他們已經(jīng)能夠?qū)Ω叨葟?fù)雜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，例如在模型中包含淚滴形結(jié)構(gòu)。這一進(jìn)步更準(zhǔn)確、更詳細(xì)地展示了基板，對于3DIC領(lǐng)域出現(xiàn)的更大型、更復(fù)雜的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。臺積電通過3DFabric聯(lián)盟與OSAT伙伴合作支持這種格式。
