3D封装技术发展趋势 2018年4月,在美国加州圣克拉拉举行了第二十四届年度技术研讨会。在这次会上,全球最大的半导体代工企业台积电首次对外公布了名叫SoIC(System on Integrated Chips)的芯片3D封装技术。这是一种整合芯片的封装技术,由台积电和谷歌等公司共同测试开发。而谷歌也将成为台积电3D封装芯片的第一批客户。 3D封装技术,就是指在不改变封装体尺寸的前提下,在同一个封装体内,在垂直方向上叠放两个或者更多芯片的技术。 相较于传统的封装技术,3D封装缩小了尺寸、减轻了质量,还能以更快的速度运转。台积电在年度技术研讨会上表示,SoIC是一种创新的多芯片堆叠技术,是一种晶圆对晶圆的键合技术。SoIC的实现,是基于台积电已有的晶圆基底芯片(CoWoS)封装技术和多晶圆堆叠(WoW)封装技术所开发的新一代封装技术。晶圆基底芯片(CoWoS),全称叫Chip-on-Wafer-on-Substrate,是一种将芯片、基底都封装在一起的技术。封装在晶圆层级上进行。这项技术隶属于2.5D封装技术。而多晶圆堆叠技术,或者堆叠晶圆(WoW,Wafer on Wafer),简单来说,就是取代此前在晶圆上水平放置工作单元的技术,改为垂直放置两个或以上的工作单元。这种做法可以使得在相同的面积下,有更多的工作单元被放到晶圆之中。这样做还有另一个好处:每个晶片可以以极高的速度和最小的延迟相互通信。甚至,制造商还可以用多晶圆堆叠的方式将两个GPU放在一张卡上。但也存在问题。晶圆被粘合在一起后,一荣俱荣、一损俱损。哪怕只有一个坏了,另一个没坏,也只能把两个都丢弃掉。因此,晶圆量产或成最大问题。而为了降低成本,台积电只在具有高成品率的生产节点使用这项技术,比如,台积电的16nm工艺。相较于CoWoS和WoW,SoIC更倚重CoW(Chip on Wafer)设计。对于芯片业者来说,采用CoW设计的芯片,生产上会更加成熟,良率也可以提升。值得一提的是,SoIC能对小于等于10nm的制作过程进行晶圆级的键合。键合技术无疑会大大提高台积电在这方面的竞争力。 来源:新智元、雷锋网等媒体