封裝載板與ABF

封裝載板與ABF

Chiplet先進(jìn)封裝需要高密度互連，封裝本身不再只是封裝單個(gè)芯片，必須綜合考慮布局、芯片和封裝的互聯(lián)等問題，其會(huì)采用2.5D封裝、3D封裝、SIP等多種形式對(duì)芯片進(jìn)行先進(jìn)封裝。如英特爾推出的EMIB嵌入式多芯片互連橋和Foveros有源板載技術(shù)。

圖4：Intel的EMIB橋接和

Foveros技術(shù)的2.5D和3D技術(shù)

在EMIB中，針對(duì)芯片密度比較大、連接比較密集的地方，嵌一塊硅片，嵌到基板里（像橋連接一樣），然后在硅上進(jìn)行互連，由此來提高互連密度；Foveros，又被稱為三維面對(duì)面異構(gòu)集成芯片堆疊，屬于3D堆疊封裝技術(shù)，更適用于小尺寸產(chǎn)品或?qū)?nèi)存帶寬要求更高的產(chǎn)品。在該技術(shù)中，底下是芯片，在芯片上打孔，芯片上面再堆積芯片，通過TSV實(shí)現(xiàn)芯片之間的互連以及芯片和基板之間的互連。

圖5：Foveros技術(shù)圖

（來源：網(wǎng)絡(luò)）

先進(jìn)封裝的應(yīng)用會(huì)增加封裝載板層數(shù)，具體層數(shù)與技術(shù)指標(biāo)要求取決于芯片的設(shè)計(jì)方案，由此對(duì)載板的需求將日益升高，尤其是主要用于CPU、GPU和芯片組等高端產(chǎn)品的FC-BGA載板。

FC-BGA（flip chip ball grid array）載板具有層數(shù)多、面積大、線路密度高、線寬線距小以及通孔、盲孔孔徑小等特點(diǎn)，build-up（積層）基板技術(shù)是FC-BGA載板的核心技術(shù)。FC-BGA載板通常以日本味之素生產(chǎn)的味之素積層介質(zhì)薄膜（Ajinomoto build-up film，ABF）作為積層絕緣介質(zhì)材料，采用半加成法（利用圖形電鍍?cè)黾泳?xì)線路的厚度，而未電鍍加厚非線路區(qū)域在差分蝕刻過程中全部蝕刻，剩下的部分保留下來形成線路）制造。

在制造過程中，以玻纖布預(yù)浸BT樹酯做為核心層（又稱芯板，Core Substrate），然后在每層用build-up（積層）的方式增加上下層的層數(shù)。上下的增層結(jié)構(gòu)舍去了原用的預(yù)浸玻纖布?jí)汉香~箔的銅箔基板，進(jìn)而通過在ABF上電鍍銅來取代。此方法可以減少載板總體的厚度、避免以往BT樹酯載板雷射鉆孔所遇到問題，同時(shí)也能增加線路與介質(zhì)層的結(jié)合力。此外，隨著一些薄型化、柔性產(chǎn)品的發(fā)展，在業(yè)界也出現(xiàn)了無芯載板，即除去了芯板，僅由積層板構(gòu)成。

圖6：京瓷FC-BGA載板截面示意圖

（來源：京瓷官網(wǎng)）

ABF是一種低熱膨脹系數(shù)、低介電損耗的熱固性薄膜，其易于加工精細(xì)線路、機(jī)械性能良好、耐用性好的特性，也叫積層絕緣電介質(zhì)材料、積層絕緣膜。該款材料源自于日本一家味精廠：味之素。1970年，該公司工作人員在研究制作味精副產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種樹脂，經(jīng)過加工后可以得到擁有極高絕緣性的薄膜材料。1990年代，味之素正式推出“ABF薄膜”。而當(dāng)時(shí)業(yè)界利用油墨當(dāng)作絕緣增層材料，但油墨會(huì)產(chǎn)生氣泡、表面平整度差、環(huán)境等問題。

圖7：油墨用于增層材料

（來源：味之素官網(wǎng)）

到2000年左右，個(gè)人計(jì)算機(jī)爆發(fā)式增長(zhǎng)，用于計(jì)算機(jī)上的CPU大規(guī)模集成電路隨著摩爾定律越來越復(fù)雜，對(duì)IC封裝載板的需求也迅速增長(zhǎng)。復(fù)雜的芯片布線圖案對(duì)載板的絕緣材料提出更嚴(yán)格的要求。由英特爾主導(dǎo)，首次在其CPU載板上運(yùn)用ABF絕緣膜，并在未來幾年內(nèi)大規(guī)模使用，一直延續(xù)至今，成為標(biāo)配，用于導(dǎo)入Flip Chip等載板的生產(chǎn)。目前幾乎所有的高性能CPU、GPU等高端芯片均使用ABF載板。而味之素也占據(jù)了全球積層絕緣電介質(zhì)材料市場(chǎng)份額的90%以上。

圖8：ABF在載板中的應(yīng)用

（來源：味之素官網(wǎng)）

ABF絕緣膜一般由支撐薄膜（PET）、ABF涂層以及保護(hù)膜組成。其中，ABF涂層的配方以及涂布工藝是該款材料的核心技術(shù)。從配方上看，需要對(duì)溶劑、樹脂、填料以及相關(guān)添加劑等組份進(jìn)行調(diào)控，以滿足ABF絕緣膜熱膨脹系數(shù)、介電常數(shù)、介電損耗、玻璃轉(zhuǎn)化溫度、粘合力等性能參數(shù)；從涂布工藝上來看，形成厚度可控、無氣泡、光滑平整的薄膜是關(guān)鍵的技術(shù)。

圖9：ABF材料結(jié)構(gòu)

（來源：味之素官網(wǎng)）

雖然ABF材料的關(guān)鍵核心技術(shù)依然被味之素掌握，但近年來國(guó)內(nèi)廠商也開始積極布局相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，例如，生益科技、華正新材等；我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的晶化科技也可以小規(guī)模出貨。

未來，隨著CPU、GPU、FPGA、ASIC 等高性能運(yùn)算芯片需求增長(zhǎng)，Chiplet技術(shù)（增大了單顆芯片的封裝面積與載板用量）成熟與廣泛應(yīng)用，將進(jìn)一步增加ABF絕緣膜需求。相信國(guó)內(nèi)廠商能夠在此背景下，能夠抓住時(shí)間“窗口期”，加快核心技術(shù)研發(fā)，在ABF絕緣膜市場(chǎng)占據(jù)一席。

ABF載板交流紀(jì)要

IC 載板行業(yè)概況？

1）載板行業(yè)概述：

載板行業(yè)是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)環(huán)節(jié)，二級(jí)供應(yīng)的部分。上游是晶圓制作，覆銅箔，原材料（包括ABF 中的原材料），載板和 PCB 一樣，是產(chǎn)業(yè)鏈的第二個(gè)環(huán)節(jié)，下游是封測(cè)廠、組裝廠，進(jìn)而是消費(fèi)電子或 server。

2）載板分類（按原材料劃分）

第一類：BT 載板，對(duì)應(yīng)消費(fèi)電子中處理器、內(nèi)存卡、藍(lán)牙耳機(jī)，小型的消費(fèi)電子所用的原材料；

第二類：ABF 載板，用于高速通信領(lǐng)域，層數(shù)相對(duì)較高，利于制作細(xì)微線路的特性。封裝方式是FCBGA。

第三類：搭配晶圓級(jí)封裝,在晶圓背面將引線框架直接結(jié)合晶圓連接PCB 的方式。這種方式可以不用載板。

BT 載板和ABF 載板最常見，是主流的供應(yīng)方式。

3）產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈：

IC 載板行業(yè)90%供應(yīng)商都在海外，比如日韓地區(qū)，BT 載板45%在韓國(guó)，例如三星作為內(nèi)存大頭，最主要用的是BT 載板。ABF 載板主要供應(yīng)在臺(tái)灣，占比40%，韓國(guó)和日本共占50%左右，另有一些德系、歐洲的供應(yīng)商。

國(guó)內(nèi)目前已經(jīng)在量產(chǎn)的如深南、興森、越亞，基本上是BT 載板。為了打破ABF 載板壟斷，國(guó)內(nèi)做BT 載板的供應(yīng)商陸續(xù)在2021、2022 年新增投資，新增 ABF 載板的產(chǎn)能。

ABF 載板的技術(shù)要求和BT 載板的差異？

技術(shù)方面：

1）匹配多層板。ABF 主要用在高速通訊領(lǐng)域?qū)?yīng)的芯片，比如電腦 cpu、服務(wù)器中的計(jì)算模塊。需要承載的通訊速度更快，功耗、散熱能力更強(qiáng)。在有限芯片產(chǎn)品面積情況下，意味著載板層數(shù)要比BT 載板高很多，常見的 ABF 載板都在6-22 層板較常見，傳統(tǒng)的BT 載板在2-4 層，無法滿足層數(shù)需求。

2）匹配細(xì)線路。有限面積中需要更多更細(xì)的線承接信號(hào)的通訊，意味著線路寬度更低，常規(guī)PCB 線路在35 微米以上，BT 載板線路在12 微米以上，無法滿足更細(xì)線路。通常 12 微米以下都是搭配ABF 薄膜，結(jié)合SAP 的中層工藝，將線路通過化銅電鍍出來。目前最細(xì)的線路可做到6 微米。

3）尺寸大。相對(duì)于BT 展板尺寸較大。常規(guī)BT 載板尺寸基本是幾毫米，指甲蓋的大小。ABF 載板常見的有35mm*35mm，以及大尺寸的200*200 的整合性芯片。比如1 臺(tái)服務(wù)器有8 個(gè)CPU，16 個(gè)AI 芯片組合在一起。尺寸越大，良率越低，制作能力要求越高。

目前國(guó)內(nèi)擴(kuò)產(chǎn)ABF，需要解決的問題？

第一，設(shè)備方面。制作細(xì)線路的指定設(shè)備高解析的曝光機(jī)基本被日本壟斷，如日本的ORC、ADTEC 均為壟斷性企業(yè)。由于近期日韓、國(guó)內(nèi)廠商都在擴(kuò)產(chǎn)，這類設(shè)備的交期會(huì)延長(zhǎng)到1-2 年。此外，像電鍍線、專用的 ABF 壓膜機(jī)均為海外進(jìn)口，交期很長(zhǎng)。阻礙了國(guó)內(nèi)供應(yīng)商向ABF 轉(zhuǎn)移的進(jìn)程。

第二，制作環(huán)境。由于層數(shù)多、線路細(xì)，對(duì)整個(gè)車間的要求區(qū)別于PCB 和BT 載板，80%的區(qū)域都需在無塵室制作。所以現(xiàn)有工廠只能做樣品，但無法量產(chǎn)。因此國(guó)內(nèi)廠商向 ABF 轉(zhuǎn)移通常都是新建工廠。在規(guī)劃時(shí)，由于整個(gè)車間環(huán)境要求高，工廠投資非常大。

第三，生產(chǎn)技術(shù)人才大部分集中在日韓臺(tái)地區(qū)，目前這些地區(qū)對(duì) ABF 載板人才封鎖很強(qiáng)。像臺(tái)灣如欣興、南亞、本身 ABF 產(chǎn)能就在擴(kuò)產(chǎn)，對(duì)人才限制上，包括競(jìng)業(yè)協(xié)議、股權(quán)激勵(lì)以及其他的特殊限制，使得人才基本綁定。

ABF 主流的尺寸及大概的價(jià)格？

不同的產(chǎn)品類型定價(jià)差異非常大。

1）普通ABF 載板尺寸如最常見的電腦 CPU 有35*35、40*40、50*50。以40*40 為例，價(jià)格經(jīng)過了較大波動(dòng)。2017 年之前價(jià)格較平穩(wěn)，每顆大概35-40 元。2019 年之后隨著電腦出貨量上升、疫情影響以及材料運(yùn)輸?shù)臓顩r，2020-2021 年價(jià)格大幅上升，最高上升到 90 元/顆。自2021 年4 季度開始有緩解，2022 年一二季度價(jià)格有所回落，從90 降到80，直到2022 年三四季度，消費(fèi)電子需求回落，供給面出現(xiàn)緩和，價(jià)格回落到60 元/顆。目前從2022 年Q4 到2023 年 Q1，整體上從低端的電腦來看，還沒有明顯的好轉(zhuǎn)跡象。存在價(jià)格波動(dòng)，目前價(jià)格在50 元/顆。

2）高端的產(chǎn)品。尺寸大、層數(shù)高的產(chǎn)品供應(yīng)商少，資源有限且良率低，20 層的200*200的大尺寸基板一流梯隊(duì)良率只有 50%左右，同時(shí)對(duì)應(yīng)商用服務(wù)器又結(jié)合了一些先進(jìn)封裝，所以價(jià)格維持在高位，比較平穩(wěn)，個(gè)別高端載板價(jià)格在20000 元/顆左右。

綜合上，普通低端產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)于2021、2022 年有一些回落，但整體價(jià)格比17 年略高。高端產(chǎn)品一直維持在高位。供給端沒有特別快把高端產(chǎn)品拉起來，先進(jìn)技術(shù)搭配的先進(jìn)封裝以及尺寸、層數(shù)都有同步增加，因此高端產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定。

載板原材料以及占比？

1）BT 載板：制作簡(jiǎn)單，主要原材料——基板本身指定如三菱瓦斯、國(guó)內(nèi)如生益科技的基板，占成本的20%；銅箔，三井的銅箔目前是壟斷的地位，占成本 10%左右；Pt，占成本5%。表面處理，不同的表面處理價(jià)格不同，大部分使用貴金屬，如鍍金、鎳鈀金、沉金，成本占比15-20%；油墨，業(yè)內(nèi)載板使用日本的太陽(yáng)油墨，占 BT 載板的成本8-10%。其他過程中的耗材，例如干膜、鉆針、電鍍藥水以及其他輔材占成本35%左右。

2）ABF 成本占比差異比較大：以常見 8 層板來看，制作工藝中最內(nèi)層是BT 載板， BT 覆銅箔的載板做內(nèi)存材料，后續(xù)每一層用ABF 薄膜做增層，共6 層ABF 薄膜，ABF 薄膜成本占載板成本30%；BT 的耗材加銅箔大約占 10%；表面處理部分，對(duì)應(yīng) FCBGA，在基板背面做直錫球的加工工藝，正面做一些貴金屬的表面處理，成本占比10%；油墨，做高級(jí)芯片的油墨使用干膜類型，相對(duì)比BT 載板油墨更高階，成本占比大概5%。由于流程長(zhǎng)，其他的工序（200 個(gè)工序）綜合成本加起來在40%左右。

針對(duì)銅箔應(yīng)用工藝？

1） 傳統(tǒng)的工藝，PCB 或傳統(tǒng)的載板，如果線路等級(jí)在35 微米以上，基本上使用叫剪工發(fā)的工藝，即線路是蝕刻出來的，使用的是最常規(guī)的銅箔，TTHH12 微米或18 微米的銅箔就可以。制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，售價(jià)和良率也相對(duì)穩(wěn)定。

2）低于35 的對(duì)應(yīng)線路制作工藝為 mSAP，即半加成法，使用超薄銅箔，最主要的技術(shù)就是銅牙，在銅箔和PPER 結(jié)合的銅的粗糙度的狀況，相對(duì)比較均勻，深度比較小，利于做超細(xì)線路，業(yè)內(nèi)常用的是3 微米、5 微米的超薄銅箔。因?yàn)楸旧碇谱麟y度大，所以價(jià)格相對(duì)高。目前國(guó)內(nèi)工廠還不具備超薄銅箔的制作工藝，像江銅之類，在 PCB 有應(yīng)用，但載板上還沒有實(shí)際案例，供應(yīng)商也在搭配載板廠共同研發(fā)替代的產(chǎn)品。

3）銅箔在ABF 的應(yīng)用相對(duì)較少，只有在 ABF 剛開始發(fā)量?jī)?nèi)層時(shí)，發(fā)的 BT 板上有對(duì)應(yīng)的兩張銅箔，后續(xù)增層壓ABF 薄膜而不會(huì)再壓銅箔，直接在 ABF 銅箔上沉積一層化學(xué)銅，在化學(xué)銅上電鍍出線路。ABF 載板使用的是 SAP 工藝，不使用超薄銅箔，直接在化銅上把線路鍍出來，所以整個(gè)ABF 載板對(duì)銅箔的使用量相對(duì)較少。

原材料認(rèn)證的認(rèn)證周期？

原材料的認(rèn)證會(huì)分不同材料。銅箔的認(rèn)證決定權(quán)在載板廠，因?yàn)殂~箔不影響芯片廠、封裝廠的特性，銅箔主要是對(duì)線路制作良率的影響。認(rèn)證周期上，新供應(yīng)商認(rèn)證周期相對(duì)長(zhǎng)，需要認(rèn)證幾款不同型號(hào)，從開始發(fā)料制作到最終的線路，通常需要首批驗(yàn)證、三批認(rèn)證、十批認(rèn)證三個(gè)階段來判定是否具有能力，周期最少要 3 個(gè)月以上；如果是三井的新銅箔認(rèn)證，比如換產(chǎn)地的認(rèn)證會(huì)相對(duì)較短，大概一到兩個(gè)月即可。

板材認(rèn)證周期相對(duì)長(zhǎng)，板材最大的決定權(quán)在設(shè)計(jì)公司。設(shè)計(jì)公司在設(shè)計(jì)芯片時(shí)會(huì)考量到對(duì)應(yīng)晶圓的漲縮、特性、需求的組織、熱膨脹系數(shù)、體積。所以生產(chǎn)載板使用哪一款基材由設(shè)計(jì)公司決定。較低端的芯片決定權(quán)在封裝廠，比如用相對(duì)成本低的原材料。但認(rèn)證周期相對(duì)較長(zhǎng)，如終端客戶指定的新材料做認(rèn)證，在載板廠制作后要搭配封裝廠完成整芯片的封裝及驗(yàn)證，需要近一年的周期才能完成新材料認(rèn)證。

線路制作工藝：

不同線路等級(jí)對(duì)制作工藝要求不同，通常35 微米以上是傳統(tǒng)剪頭法的制作工藝，12 微米到35 微米對(duì)應(yīng)mSAP;12 微米以下，通常是SAP 工藝，即在 ABF 薄膜上沉積化學(xué)銅。

后續(xù)的發(fā)展?fàn)顩r，晶圓的部分，結(jié)合整個(gè)市場(chǎng)的需求看，對(duì)通訊、功耗及散熱的要求越來越高。從晶圓制作角度看已經(jīng)無法滿足摩爾定律的發(fā)展了。晶圓的制作從7nm 到 5、3 納米，目前制作成本和良率已達(dá)到物理極限，很難再突破。

第二種方式，加大晶圓面積，但隨著晶圓面積加大，消費(fèi)電子整個(gè)尺寸面積會(huì)變大，不符合消費(fèi)電子的需求。同時(shí)晶圓面積越大，良率越低。將晶圓尺寸加大雖然可以提高芯片性能，但制作良率以及產(chǎn)品外形的要求非常嚴(yán)格。

后續(xù)的發(fā)展是圍繞先進(jìn)封裝做突破，涉及到幾個(gè)方向：第一種比較成熟的mcm 和 SIP， mcm 即多芯片組合，SIP 即system in package（系統(tǒng)級(jí)封裝），目前業(yè)內(nèi)已經(jīng)成熟應(yīng)用了。第一種mcm，比如蘋果將M1 芯片加大到M1 Max，以及 M1 Ultra 將兩個(gè)M1 Max 芯片組合在一起，做整體封裝，這是一種快速提高整個(gè)芯片性能的趨勢(shì)。

第二種System in package ，比如藍(lán)牙耳機(jī)，將處理器、音源控制及電源管理芯片集中在一塊小芯片上做控制，包含一些元器件、電阻電容都整體封裝在一個(gè)芯片里，做到輕小化，線路的集成度越來越高，功耗、散熱都能得到改良，在市面上已經(jīng)批量應(yīng)用。

第三種SOC，系統(tǒng)級(jí)封裝，在前二者的基礎(chǔ)上，將不同的控制芯片直接刻畫在一個(gè)晶圓上，前面兩種是不同晶圓封裝在一塊載板上。SOC 是將不同控制單元和不同功能區(qū)域在一塊晶圓上刻畫并封裝在一起。目前在市面上處于研究、打樣的階段，

此外，目前在測(cè)試中的2.5D 封裝和先進(jìn)封裝。2.5D 封裝應(yīng)用較廣的是 Chiplet 觀念，目前在市面上已經(jīng)大量應(yīng)用。比如海思芯片，由于無法獲得高端晶圓，為了保持運(yùn)算效能，特別是服務(wù)器，采用了這種概念。華為鯤鵬920 就是組合了 7nm 和16nm 芯片，一個(gè)服務(wù)器兩個(gè)架構(gòu)，然后疊加AI 芯片，替代intel 的X86，多個(gè)芯片組合加上 AI 的邏輯運(yùn)算，就可以將性能大幅提升。普通的服務(wù)器和通過2.5D 封裝的服務(wù)器對(duì)應(yīng)的載板，不論尺寸、乘數(shù)、線路等級(jí)都有一定差距，整個(gè)售價(jià)就相差很多。普通芯片載板大概20 美元，但異質(zhì)整合搭配先進(jìn)封裝的載板，有些超過了100 美元。

異質(zhì)整合搭配先進(jìn)封裝的載板價(jià)格高的原因？

第一，整個(gè)尺寸，根據(jù)搭配不同芯片的封裝類型，差異很多。以英特爾為例，采用 Chiplet芯片，平均面積大出16-25%之間，華為甚至更多，一些產(chǎn)品已經(jīng)超出了兩倍的面積，原先普通的是45*45，多芯片組合封裝就會(huì)達(dá)到200*200。

第二，層數(shù)，先進(jìn)封裝搭配的通訊速度越來越高，對(duì)載板線路制作的程度也越來越高，線路等級(jí)也會(huì)越來越高，原先普通 CPU 封裝6、8 層可以匹配。先進(jìn)封裝的領(lǐng)域?qū)?yīng)的層數(shù)有些達(dá)到了12 到16 層以上。線路等級(jí)由 15 到目前 8 微米的線路等級(jí)。先進(jìn)封裝是未來比較可行的提升芯片性能的可行方式。先進(jìn)封裝對(duì)載板的層數(shù)、面積、線路等級(jí)的要求越來越高，也會(huì)拉動(dòng)載板的需求。同時(shí)等級(jí)越高，制作良率也會(huì)越低，對(duì)供應(yīng)是一個(gè)正向影響。

第三，3D 封裝，在2.5D 基礎(chǔ)上，在垂直結(jié)構(gòu)上將晶圓和晶圓中間的通道用硅通孔技術(shù)打通，在晶圓和晶圓之間打一些硅的通孔，再做電鍍、電性的材料導(dǎo)通，從而在平面的基礎(chǔ)上又在垂直的方向做了芯片的結(jié)合。所以運(yùn)算性能和功耗會(huì)進(jìn)一步得到改善，但目前仍處于研發(fā)階段。傳統(tǒng)產(chǎn)品封裝,在市面上大量應(yīng)用，就用疊die 的方式。比如晶圓上疊晶圓，像存儲(chǔ)產(chǎn)品，原先單層 die，最多疊到了100 多層die。不同晶圓一直疊，再通過打印的方式搞到載板上去。這對(duì)載板的要求也會(huì)越來越高，對(duì)載板的平坦度、以及層數(shù)有更高要求，這是未來發(fā)展的方向。

對(duì)國(guó)產(chǎn)替代、對(duì)整個(gè)行業(yè)發(fā)展的中長(zhǎng)期看法？

（1）從短期看，目前沒有看到明朗的需求。

BT 載板的需求回落很明顯，臺(tái)資及韓系工廠的稼動(dòng)率都相對(duì)較低，只有50-60%的稼動(dòng)

率。越低端產(chǎn)品稼動(dòng)率越低，供給較為充裕。欣興2020 年開始轉(zhuǎn)型，將大部分產(chǎn)能擴(kuò)充到高階產(chǎn)品。ABF 工廠，分不同產(chǎn)品類型，普通電腦CPU 目前是需要去庫(kù)存的階段，稼動(dòng)率相對(duì)不高，只有70%左右。一些高階產(chǎn)品處在供不應(yīng)求狀況，因?yàn)橹挥蓄^部幾家能做。隨著AI、智能化、物聯(lián)網(wǎng)的需求，對(duì)通信的要求越來越高，高端載板需求比較穩(wěn)定，甚至有進(jìn)一步增長(zhǎng)。包含車載芯片在內(nèi)，還會(huì)有進(jìn)一步的增長(zhǎng)。業(yè)內(nèi)調(diào)查在2023 年的 Q1、Q2是維持2022 年Q4 的狀況，稼動(dòng)率不高。隨著經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，消費(fèi)電子端，今年年中會(huì)有手機(jī)、電腦、服務(wù)器新的處理器發(fā)布，包含去年生產(chǎn)的庫(kù)存，2023 年Q1 就可消除掉。消費(fèi)端的復(fù)蘇和整個(gè)行業(yè)景氣度的提升，有機(jī)會(huì)在Q3 有所回升。

（2）從中長(zhǎng)期看，受地緣政治、國(guó)內(nèi)自主推進(jìn)的影響，在國(guó)產(chǎn)替代部分中長(zhǎng)期看好。

第一個(gè)明顯指標(biāo)——晶圓制作國(guó)內(nèi)的工廠都在低調(diào)購(gòu)買設(shè)備，擴(kuò)大晶圓制作產(chǎn)能，目前封測(cè)廠大幅產(chǎn)能向中國(guó)內(nèi)陸轉(zhuǎn)移，比如長(zhǎng)電、華天近幾年大幅擴(kuò)產(chǎn)。國(guó)內(nèi)大基金重點(diǎn)扶持。目前先進(jìn)封裝發(fā)展的并不慢。國(guó)內(nèi)對(duì)內(nèi)存的需求受政策影響，比如國(guó)內(nèi)推進(jìn)的東數(shù)西算，包括內(nèi)存，比如長(zhǎng)江存儲(chǔ)，在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了從0 到1 的突破，大部分內(nèi)存從設(shè)計(jì)生產(chǎn)走向國(guó)內(nèi)的自主化生產(chǎn)。

第二，從政治角度看，國(guó)家從政治上重點(diǎn)扶持國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)都能自主生產(chǎn)。從原材料看，像BT 板材，生益科技、華正新材、南亞新材都開始逐步研發(fā)替代性BT 板材，如海思推動(dòng)生益科技認(rèn)證自己的板材。目前國(guó)內(nèi)有一些供應(yīng)商，像生益、華正都在研發(fā)自己的堆積薄膜，搭配國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)公司共同研發(fā)。從設(shè)備看，制作板廠的設(shè)備，大部分高端設(shè)備都是日本、德國(guó)、歐洲的設(shè)備，目前對(duì)應(yīng)的設(shè)備在國(guó)內(nèi)也開始轉(zhuǎn)移。

高端的曝光機(jī)，國(guó)內(nèi)比較好的，像芯碁微裝、源卓，已經(jīng)在 PCB 領(lǐng)域大幅應(yīng)用，載板方面，先進(jìn)的工廠也已經(jīng)在評(píng)估。所以中長(zhǎng)期看，從國(guó)產(chǎn)替代角度看，這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)的公司開始投資擴(kuò)產(chǎn)自己的產(chǎn)能，是符合發(fā)展趨勢(shì)的。

國(guó)內(nèi)想要進(jìn)入該領(lǐng)域，開始只能拼成本價(jià)格，但相對(duì) PCB 來說凈利潤(rùn)比較好，普通、傳統(tǒng)的載板利潤(rùn)在30%左右，高級(jí)的產(chǎn)品可以做到 80%左右，比 PCB 的利潤(rùn)率高很多，國(guó)內(nèi)工廠擴(kuò)建的產(chǎn)能，即使比傳統(tǒng)工廠售價(jià)低 10-20%進(jìn)入市場(chǎng)，在良率穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，仍會(huì)有一定利率去爭(zhēng)取，綜合利潤(rùn)率好于 PC。所以目前國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r比較正向。

國(guó)內(nèi)做BT/ABF 覆銅板的廠商有嗎？那些廠商做的更好更成熟？

國(guó)內(nèi)只能做BT 板材，生益科技的 BT 板材和華為海思共同研發(fā)的，做的比較好。在臺(tái)灣的欣興電子已經(jīng)在應(yīng)用。南亞新材、臺(tái)光的材料，目前都是在實(shí)驗(yàn)階段，沒有批量生產(chǎn)。生益科技已經(jīng)有小批量的生產(chǎn)在認(rèn)證。

ABF，97%都是Ajinomoto 的，剩下的在業(yè)內(nèi)基本都沒有批量生產(chǎn)。唯一比較好的是日本太陽(yáng)的tbf，國(guó)內(nèi)華正新材的cbf，實(shí)際上都是在搭配研發(fā)，還沒有真正的產(chǎn)品型號(hào)面世。

現(xiàn)在新增的ABF 載板的覆銅板也是從海外采購(gòu)的？

覆銅板中間的BT，50%以上都是三菱瓦斯， BT 載板是三菱瓦斯的專利，應(yīng)用最成熟，因?yàn)榕d森在做BT 出給三星，大部分是從韓國(guó)的斗山、LG 采購(gòu)，只有不到10%是國(guó)內(nèi)生益代工的。

很多ABF 廠商和英特爾、英偉達(dá)簽訂包產(chǎn)線的條約，其訂單情況？

這些工廠的部分廠區(qū)是和英偉達(dá)、英特爾簽訂的，如欣興的桃園廠區(qū)。但英特爾雖然是中長(zhǎng)期協(xié)議，但目前處于最低稼動(dòng)率。此外欣興在大陸擴(kuò)展的新廠大部分是為了非英特爾客戶，這部分客戶存在砍單現(xiàn)象。

目前的狀況看，覆銅板或PCB 價(jià)格還有下降空間嗎？

取決于不同產(chǎn)品。低端的產(chǎn)品毛利不到10%，很難有下降空間，部分廠商為了開工資可能下降2 個(gè)點(diǎn)。部分載板產(chǎn)品毛利率高，在35%以上，隨著進(jìn)一步釋放產(chǎn)能，新玩家想要進(jìn)入，產(chǎn)品報(bào)價(jià)存在一定降價(jià)的空間，因此仍會(huì)有價(jià)格波動(dòng)。覆銅板近期價(jià)格沒有上升。

Chiplet技術(shù)

Chiplet，又稱芯?；蛐⌒酒?，它是將一類滿足特定功能的die（裸片），通過die-to-die內(nèi)部互聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多個(gè)模塊芯片與底層基礎(chǔ)芯片封裝在一起，形成一個(gè)系統(tǒng)芯片，以實(shí)現(xiàn)一種新形式的IP復(fù)用。

SOC與Chiplet

在傳統(tǒng)大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)中，異構(gòu)多核的SoC成為主流趨勢(shì)，設(shè)計(jì)者把整個(gè)電子系統(tǒng)集成在一個(gè)芯片中，微處理器、模擬IP核、數(shù)字IP核，存儲(chǔ)器或片外存儲(chǔ)控制接口，都被集成在單一芯片上，形成一顆SoC，并使用同一種工藝制造。以此來縮小芯片體積，增加功能，提高性能和可靠性。

SoC 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括IP可復(fù)用技術(shù)、總線架構(gòu)技術(shù)、軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)、SoC驗(yàn)證、可靠性可測(cè)性設(shè)計(jì)、低功耗設(shè)計(jì)、超深亞微米電路實(shí)現(xiàn)技術(shù)等。隨著工藝節(jié)點(diǎn)的不斷向前推進(jìn)，除了芯片設(shè)計(jì)技術(shù)上的難度、復(fù)雜度進(jìn)一步增加，其成本也在不斷升高，據(jù)了解，28nm 節(jié)點(diǎn)上開發(fā)芯片需要5130萬美元投入；16nm 節(jié)點(diǎn)需要1億美元；在7nm 工藝節(jié)點(diǎn)上的成本超過2.5億美元。此外，隨著芯片面積增大，芯片的良率會(huì)下降，將進(jìn)一步提高芯片制造的成本。

而基于裸芯片的Chiplet模式或許是解決以上問題的一種方法。將傳統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)芯片劃分為多個(gè)單功能或多功能組合的“芯?！保缓笤谝粋€(gè)封裝內(nèi)通過基板互連成為一個(gè)完整的復(fù)雜功能芯片。有專家曾指出：可以將Chiplet看成是一種硬核形式的IP，其以芯片裸片的形式提供，而不是像SoC以軟件形式提供，如下圖所示。

圖1：Chiplet技術(shù)示意圖

（來源：SIP與先進(jìn)封裝技術(shù)）

由于Chiplet 面積較小，其良率和成本相對(duì)于SOC有較大的改善，此外，Chiplet芯片可以使用不同的工藝節(jié)點(diǎn)制造，甚至可以由不同的供應(yīng)商提供。將這些針對(duì)特定應(yīng)用設(shè)計(jì)專用的高性能芯粒和其他通用芯粒（例如內(nèi)存，高速串行接口等）通過先進(jìn)封裝技術(shù)集成在一起，從而實(shí)現(xiàn)異構(gòu)計(jì)算和集成以提升系統(tǒng)性能。

圖2：SOC、SiP與Chiplet的區(qū)別

（來源：網(wǎng)絡(luò)）

此外，Chiplet還有以下主要優(yōu)勢(shì)：

（1）存儲(chǔ)器、數(shù)字邏輯、模擬、射頻、硅光等芯片的工藝不同，工藝尺寸縮小的速度也存在差異，Chiplet集成技術(shù)可以滿足這些器件在不同工藝下的異構(gòu)集成（異構(gòu)集成和異質(zhì)集成）需求。以AMD為例，AMD第二代EPYC 服務(wù)器處理器Ryzen采用小芯片設(shè)計(jì)，將先進(jìn)的臺(tái)積電7nm工藝制造的CPU模塊與更成熟的格羅方德12/14nm工藝制造的I/O 模塊組合，7nm可滿足高算力的需求；

（2）Chiplet可以在不同產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)重用，降低產(chǎn)品的上市時(shí)間；

（3）通過測(cè)試，對(duì)不同Chiplet的性能進(jìn)行分類和篩選，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的Chiplet集成組合和產(chǎn)品性價(jià)比控制。以下是Chiplet與SoC比較。

華為CHIPLET專家會(huì)議紀(jì)要

專家信息：華為負(fù)責(zé)先進(jìn)封測(cè)核心技術(shù)的某部門研發(fā)總監(jiān)

Q：從中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來看，Chiplet技術(shù)是否是短期內(nèi)破局先進(jìn)制程限制的唯一路線？還有沒有其他可能的突破點(diǎn)？

A:目前來看是最有機(jī)會(huì)的，但是唯一的說法有點(diǎn)太過絕對(duì)。Chiplet只是把SOC轉(zhuǎn)換過來，拆分成一個(gè)個(gè)功能單元再封裝起來，其實(shí)用package也可以做到，但是會(huì)損失尺寸和功率，總體來說Chiplet在PPA上面會(huì)更有優(yōu)勢(shì)。

Q：中國(guó)企業(yè)Chiplet技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，哪些方面領(lǐng)先或者夠用了，哪些方面還有不足，是否有部分環(huán)節(jié)還是有卡脖子問題？

A：要從Chiplet的全產(chǎn)業(yè)鏈來看，Chiplet雖然現(xiàn)在是屬于先進(jìn)封裝這一塊，但是實(shí)際上要涉及到全產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)動(dòng)，包括芯片的設(shè)計(jì)，EDA，IP，Interposer，材料和設(shè)備等，相當(dāng)于換了一個(gè)賽道有更多的機(jī)會(huì)，但是整體上也和先進(jìn)制程維持著一樣的水平，在芯片制造的后道，設(shè)備環(huán)節(jié)機(jī)會(huì)好一點(diǎn)，封裝這一塊是最有機(jī)會(huì)的。

Q：封測(cè)廠方面，和哪家合作比較多？

A：和長(zhǎng)電合作比較多，和通富停留在打樣試制的程度

Q:目前產(chǎn)品做到什么程度，涉及到的環(huán)節(jié)比如EDA，IP與制造有哪些是國(guó)產(chǎn)的？

A:國(guó)內(nèi)也有一些EDA公司，國(guó)外的EDA軟件也能用。已經(jīng)發(fā)布了14nm堆疊得到7nm的服務(wù)器的云計(jì)算的處理器。EDA部分還是用的原來的國(guó)外的EDA，還有部分的國(guó)內(nèi)EDA，華大九天的EDA在試用，IP還是用的國(guó)外的，制造就是中芯國(guó)際。

Q：Die測(cè)試量的增加是否能明顯帶動(dòng)測(cè)試設(shè)備商的業(yè)績(jī)提升？國(guó)內(nèi)主要是和哪家測(cè)試機(jī)廠商在合作？

A:測(cè)試方面在國(guó)外的限制之前還是能測(cè)的，國(guó)內(nèi)在扶植華峰和長(zhǎng)川，兩家給的機(jī)會(huì)基本是均等的，兩家各有側(cè)重點(diǎn)，長(zhǎng)川測(cè)試的分選會(huì)更好一點(diǎn)，測(cè)試機(jī)更國(guó)外差距還比較大。華峰測(cè)試機(jī)這一塊可能稍微更好。

Q：測(cè)試方面跟長(zhǎng)川的綁定是不是更深一些？

A：長(zhǎng)川跟華為的合作意愿更強(qiáng)，希望借助大公司平臺(tái)把經(jīng)營(yíng)方面做好，華峰出于自身考慮，不想綁定在某一家公司或者Chiplet身上，想多元化發(fā)展去更好適應(yīng)市場(chǎng)。

Q：測(cè)試增量定量增量有多少？

A：比較難定量測(cè)算，舉例來說5個(gè)功能集成到同一個(gè)SOC上，測(cè)一次，但是測(cè)試比較復(fù)雜，耗時(shí)比較長(zhǎng)，Chiplet需要測(cè)五次，但是時(shí)間不是簡(jiǎn)單1:5，由于單個(gè)小芯片測(cè)試簡(jiǎn)單了，時(shí)間可能變成1:4。另一方面，集成SOC有可能只測(cè)關(guān)鍵參數(shù)，測(cè)一個(gè)結(jié)果即可，但是Chiplet需要每個(gè)小芯片都測(cè)清楚，參數(shù)不同，需要的時(shí)間有可能又會(huì)更多，時(shí)間比又或許會(huì)成為1:6，因此要看具體的產(chǎn)品來定。

Q：Chiplet產(chǎn)品策略怎樣？面向鯤鵬的Chiplet，基站Chiplet，還是手機(jī)的Chiplet？

A：產(chǎn)品研發(fā)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，一般先做大數(shù)據(jù)處理，云計(jì)算方面的需求，就是服務(wù)器芯片，成熟以后，再轉(zhuǎn)向消費(fèi)電子，手機(jī)處理器上面去做，什么時(shí)候去做要根據(jù)具體情況。服務(wù)器對(duì)體積和散熱需求不如手機(jī)那么高，手機(jī)對(duì)尺寸和散熱容忍程度是需要解決的難點(diǎn)。

Q：通信基站是不是不需要用Chiplet技術(shù)做的14nm？

A：基站要求沒有那么高，不一定要用到5nm或者3nm，暫時(shí)不需要用到Chiplet，未來也不排除在基站方向用Chiplet，目前來看是沒有這方面的推進(jìn)。

Q：Chiplet技術(shù)路線上還有哪些環(huán)節(jié)可以被美國(guó)卡脖子？

A：從產(chǎn)業(yè)鏈來看還是會(huì)有卡脖子的地方，單從Chiplet去看，可以自己組合各種功能，但是從芯片制造方向來看還是會(huì)有卡脖子的地方，比如14nm芯片制造，還有EDA軟件等。此外，雖然封裝差距比較小，但是也有關(guān)鍵部件也是能夠被卡的。最大的問題是材料這一塊，材料的國(guó)內(nèi)外差距也很大，跟設(shè)備的差距差不多，現(xiàn)在都是日韓等國(guó)，如果美國(guó)提升限制，很多材料也沒法用，尤其是一些高端基板，低端基板滿足不了Chiplet需求，美國(guó)卡了基本的話就用不了。先進(jìn)的基板材料都是被日本壟斷，線寬間距和掩膜（ABF膜）也是日本獨(dú)家壟斷，國(guó)內(nèi)自己基板和國(guó)外差異還是很大。

Q：興森科技也在擴(kuò)ABF的基板？興森和深南擴(kuò)出來的ABF基板能達(dá)到要求嗎？

A：掩膜是覆蓋在ABF上面的材料，這塊也有比較大的受限的風(fēng)險(xiǎn)。興森和深南擴(kuò)產(chǎn)做ABF基板，但是ABF材料一旦不供應(yīng)，ABF基本就做不了，線寬線間距也就做不小了。

Q：Interposer的作用，市場(chǎng)空間，分類，單價(jià)，用量等？

A：基板占大頭30%，接下來就是Interrposer20%，合起來在50%以上，價(jià)值量有幾十到幾百塊錢，這是不算芯片的價(jià)錢，是除了芯片之外所有材料的價(jià)值量。轉(zhuǎn)接板大都是用的硅基的轉(zhuǎn)接板，就是只有晶圓廠能做。

Q：大港股份收購(gòu)的蘇州科陽(yáng)能做TSV，是不是也能做Chiplet？

A：大港目前不做Chiplet，做一些Bumping，但是要看尺寸的。要做到像Chiplet的需求的話應(yīng)該還做不了，Bumping和rdl是有能力的，但是尺寸達(dá)不到chiplet要求，也沒有對(duì)應(yīng)的晶圓的后處理的設(shè)備。總體來說是能做跟Chiplet相關(guān)的一些Bumping，TSV一定需要晶圓廠的設(shè)備。

Q：TSV每平米的單價(jià)？

A：屬于晶圓廠定價(jià)，單應(yīng)該不是按尺寸大小，應(yīng)該是按加工難度，深寬比來收費(fèi)。

Q：海外的康寧、肖特，國(guó)內(nèi)的沃格光電，發(fā)布的玻璃基TGV技術(shù)，也可以用于interposer，如何評(píng)價(jià)該技術(shù)路線？

A：TGV適用于特殊環(huán)境特殊需求，一種是基底做金屬化圖形，另外一種是做轉(zhuǎn)接板用但是比chiplet要求要簡(jiǎn)單，間距等比較粗，用非批量性的產(chǎn)品，主要是對(duì)熱應(yīng)力變形要求高的特殊領(lǐng)域。起源不是為了用于chiplet，現(xiàn)在要開始改進(jìn)原有技術(shù)路線，適應(yīng)chiplet的需求，多層、高密度等。

Q：TGV技術(shù)過去沒有發(fā)展起來的主要瓶頸是什么？未來是否有望放量？市場(chǎng)空間多大？

A：玻璃基有難點(diǎn)是通孔定向蝕刻，硅基很成熟，深寬比、保護(hù)側(cè)壁等。TSV先刻蝕一個(gè)深度，然后長(zhǎng)鈍化層保護(hù)起來，然后底部打開保護(hù)繼續(xù)向下蝕刻，玻璃基還做不到。如果這個(gè)問題能解決，TGV是有優(yōu)勢(shì)能替代TSV的，性能更好，電性能抗磁電感都要好于硅，硅的晶體結(jié)構(gòu)決定了一些缺陷。玻璃更適合短距離快速傳遞。然后要看TGV和TSV的成本，如果成本一致的話TGV性能有優(yōu)勢(shì)，可以替代TSV的市場(chǎng)。

Q：如何評(píng)價(jià)沃格光電在TGV、玻璃基封裝載板方面的技術(shù)實(shí)力？

A：沃格最初研發(fā)是為了解決光領(lǐng)域的光通信需求有合作，然后看到了chiplet的需求，就想來拓展這塊。目前還是光器件領(lǐng)域的TGV能力。另外他還有玻璃基封裝產(chǎn)品，目前還滿足不了chiplet的需求，和芯片接觸面還達(dá)不到10+nm級(jí)別水平。和華為有技術(shù)合作。

Q：Chiplet是否能帶動(dòng)IP廠商（如芯原股份）的產(chǎn)品虛擬轉(zhuǎn)向?qū)嶓w，IP廠商在Chiplet方向上的彈性有多大？還是說純IP廠商會(huì)失去原有優(yōu)勢(shì)？

A:通過IP去找市場(chǎng)，有明確的需求后才會(huì)去做，庫(kù)存不是很大的問題，產(chǎn)品由虛擬轉(zhuǎn)向?qū)嶓w也會(huì)帶來價(jià)值量的提升，此外未來Chiplet的硬IP的組合會(huì)更靈活有更多的選擇性，因此總體上來說IP廠商可以獲取更多的機(jī)會(huì)？

Q：傳統(tǒng)EDA在Chiplet項(xiàng)目設(shè)計(jì)上有諸多問題待解決，對(duì)多芯片堆疊的2.5D/3D異構(gòu)封裝顯得很低效，芯片和封裝相互之間的影響變得更顯著，還有芯片可測(cè)性設(shè)計(jì)如何實(shí)現(xiàn)均要求DFT工具能夠用高度自動(dòng)化流程實(shí)現(xiàn)，國(guó)產(chǎn)EDA在Chiplet領(lǐng)域能否追趕上國(guó)際龍頭的步伐？

A：在Chiplet設(shè)計(jì)上的EDA相當(dāng)于換了賽道，的確是對(duì)國(guó)內(nèi)EDA廠商追趕國(guó)外龍頭企業(yè)有些幫助，但是海外的龍頭發(fā)展這么多年還是在細(xì)節(jié)上優(yōu)勢(shì)明顯。國(guó)內(nèi)的華大九天有整體架構(gòu)能力，但是細(xì)節(jié)還是要解決問題。

Q、Chiplet相關(guān)的很多先進(jìn)技術(shù)依然由臺(tái)積電等把持，因?yàn)镃hiplet涉及的很多先進(jìn)封裝技術(shù)和晶圓級(jí)的處理緊密相關(guān)，TSV會(huì)不會(huì)被卡脖子？

A:雖然TSV也是涉及到納米級(jí)別的工藝，但是和SOC芯片制造工藝也不完全一樣，要求要等很多，因此可以繞過，不太容易在這個(gè)環(huán)節(jié)被卡脖子。

Q：Chiplet從產(chǎn)業(yè)上來講未來的發(fā)展趨勢(shì)是否真正是高端芯片產(chǎn)品繞不過的技術(shù)路線？

A：是目前來說最有優(yōu)勢(shì)的一種技術(shù)路徑，不能說是完全繞不過，未來也許會(huì)有更新的顛覆性的技術(shù)出現(xiàn)，但是當(dāng)下來說Chiplet確實(shí)具有很多價(jià)值。

Q：國(guó)內(nèi)《小芯片接口總線技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際UCIe聯(lián)盟的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)層面有什么本質(zhì)區(qū)別，如果未來UCIe聯(lián)盟最中國(guó)企業(yè)進(jìn)行制裁，是否會(huì)造成國(guó)內(nèi)Chiplet技術(shù)與國(guó)際脫節(jié)。

A:國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)即使封鎖了也可以拿過來用，這是不影響的。最差情況只是不帶中國(guó)廠商制定標(biāo)準(zhǔn)。目前兩套標(biāo)準(zhǔn)不會(huì)脫節(jié)，國(guó)內(nèi)的Chiplet標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布更多出于是一種制衡的策略。

審核編輯 ：李倩