2023年,对于几乎整个半导体行业来说都是较为艰难的一年。进入2024年,作为半导体行业的开年大会,今年的semicon china火爆异常,似乎预示着半导体行业在慢慢复苏。许多行业分析机构对于2024年的预测也都偏向乐观,据idc的预测数据,2024年半导体市场将增长20%,主要由存储市场回升和行业库存调整结束而带动。
而行业的复苏除了受市场因素影响之外,技术的创新也至关重要。如生成式ai等热门应用的发展也推动了诸如gpu、hbm等技术的发展,而这些先进芯片背后又是由先进的封装技术支撑的。
目前的半导体封装正逐步向更小封装尺寸、更小间距、更多i/o数量方面发展,传统的封装技术已经很难满足这些发展的需求,因此诸多先进封装技术进入市场,如扇出型(fan out)、2.5d/3d封装等技术。
其中,扇出型封装是成长最为快速的先进封装技术,根据yole的数据显示,扇出型封装产值预计将在2028年达38亿美元,2022-2028年期间的复合年增长率为12.5%。扇出型封装主要有两种方式:扇出面板级封装(foplp)和扇出型晶圆级封装(fowlp)。两种之间主要的不同之处在于foplp使用了较大的面板代替了晶圆,此外使用的材料、设备以及产品的线宽和线距等也存在差别。目前,foplp占据了整个扇出型封装市场约5%-10%的市场,这一数据在未来几年还将不断增长。
目前,不管是idm厂商还是代工厂商都在不断对封装技术进行创新,以应对快速增长的人工智能、5g和汽车等领域的高增长需求。这也推动了对于ic载板技术的创新。目前的ic载板按基材分类主要有和abf两类,占据了大部分的市场份额。
在2023年9月份,英特尔在ic载板领域投入了一个重磅炸弹,宣布了用于下一代先进封装的玻璃基板(tgv),并计划约在2025年之后投入量产。英特尔表示,与现代有机基板相比,玻璃基板具有更好的热性能、物理性能和光学性能,可将互连密度提高10倍。而且,该玻璃基板还能承受更高的工作温度,并能通过增强的平面度使得图案失真减少50%,从而提高光刻的聚焦深度,并为设计人员提供更多的电源传输和信号布线灵活性。
对此,manz集团亚洲区研发部协理李裕正博士解释道:“玻璃基板包括两个部门,一个是玻璃中介层(glass interposer),还有一个是玻璃芯(glass core),目前大多数提到的应该是玻璃芯,也是英特尔提到的玻璃基板技术。”
如上所述,玻璃基板相较于传统的有机基板具有诸多的优势,李裕正博士强调:“玻璃基板在厚度、线距、纵深比和热膨胀系数方面都比硅的表现要好。而且玻璃基板的电气性能比较好,在信号传输时的损失也比较小,尤其高频信号的传输对材料的要求更高,玻璃基板是很适合的材料。”
当然,目前玻璃基板还处于很早期的发展阶段,李裕正博士表示:“虽然英特尔已经官宣要发展这一技术,但成本可能是一开始影响其广泛应用的一个因素。另外还需要进行进一步的技术投入和生态构建,只有整个业界都开始应用起来,才能让这个技术发展的更好。”
manz集团亚洲区总经理林峻生表示:“manz也关注到了玻璃基板的发展趋势,虽然它仍处于发展的初期,但manz将发挥我们的市场和技术积累,积极推动板级封装实现产业化落地,全方位推动国内先进封装领域的发展。”
据林峻生介绍,manz在化学湿法制程、电镀及自动化领域拥有了将近四十年的丰富经验,并不断创新,为全球十大载板厂和面板厂的稳定量产提供了有力支持。例如最初基于在有机材料上发展的rdl技术,近几年, manz成功将这一技术应用于半导体封装领域,通过rdl工艺制作内接金属导线,为芯片与电路板之间的上下信号传输搭建了通道。
另外,manz还将其rdl制程设备九游会体育线上平台的解决方案与化学湿制程工艺前后制程进行无缝整合,确保电镀后的基板表面均匀性最高可达95%,铜厚度超过100微米,这不仅提高了芯片密度,也改善了散热性。
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