芯片先進(jìn)封裝的優(yōu)勢(shì)

芯片的先進(jìn)封裝是一種超越摩爾定律的重要技術(shù)，它可以提供更好的兼容性和更高的連接密度，使得系統(tǒng)集成度的提高不再局限于同一顆芯片。

先進(jìn)封裝的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

優(yōu)化連接方式，實(shí)現(xiàn)更高密度的集成：通過(guò)改進(jìn)封裝技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更小、更密集的芯片連接，從而提高系統(tǒng)集成度。

更容易地實(shí)現(xiàn)異構(gòu)集成：先進(jìn)封裝可以在同一個(gè)封裝內(nèi)集成不同材料、線寬的半導(dǎo)體芯片和器件，從而充分利用不同種類芯片的性能優(yōu)勢(shì)以及成熟制程的成本優(yōu)勢(shì)。這種異構(gòu)集成可以大大提高系統(tǒng)的整體性能。

為芯片的功能拓展增加了可能性：傳統(tǒng)封裝技術(shù)本身對(duì)芯片的功能并不會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)變化，而先進(jìn)封裝則可以通過(guò)集成不同的芯片和器件，為芯片的功能拓展提供更多的可能性。

先進(jìn)封裝技術(shù)包括倒裝芯片（FlipChip）、晶圓級(jí)封裝（WLP）、2.5D封裝、3D封裝等。其中，倒裝芯片技術(shù)是一種將芯片有源區(qū)面對(duì)基板的封裝方式，通過(guò)芯片上呈陣列排列的焊料凸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)芯片與基板的互聯(lián)，具有封裝面積減小、引線互連長(zhǎng)度縮短、引腳數(shù)量增加等優(yōu)點(diǎn)。晶圓級(jí)封裝技術(shù)則是一種在晶圓級(jí)別進(jìn)行封裝的技術(shù)，可以提高生產(chǎn)效率和降低成本。

總的來(lái)說(shuō)，先進(jìn)封裝技術(shù)是芯片制造領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一，它可以提高芯片的性能和可靠性，降低成本，為電子產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展提供支持。

倒裝芯片（FlipChip）

倒裝芯片（Flip Chip）也稱倒裝片，是一種無(wú)引腳結(jié)構(gòu)，一般含有電路單元。其設(shè)計(jì)用于通過(guò)適當(dāng)數(shù)量的位于其面上的錫球（導(dǎo)電性粘合劑所覆蓋），在電氣上和機(jī)械上連接于電路。

具體來(lái)說(shuō)，倒裝芯片是將集成電路（IC）芯片的有源區(qū)面對(duì)基板，通過(guò)芯片上呈陣列排列的焊料凸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)芯片與基板的互聯(lián)，芯片和基板之間的互聯(lián)僅靠焊料凸點(diǎn)來(lái)完成。這種技術(shù)可以大大減小封裝體積，實(shí)現(xiàn)輕、薄、短、小的封裝需求，同時(shí)可以有效改善芯片的電性能和熱性能。

倒裝芯片技術(shù)是當(dāng)前微電子封裝領(lǐng)域中最先進(jìn)的封裝技術(shù)之一，被廣泛應(yīng)用于各種高性能、小尺寸的電子產(chǎn)品中，如智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備等。

晶圓級(jí)封裝（WLP）

晶圓級(jí)封裝（WLP，Wafer Level Packaging）是一種先進(jìn)的封裝技術(shù)。具體來(lái)說(shuō)，這種技術(shù)涉及準(zhǔn)備預(yù)處理窗口晶圓和預(yù)處理電路晶圓，然后在中間載體的原子級(jí)光滑的表面上生長(zhǎng)金屬層。它具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括尺寸小、電性能優(yōu)良、散熱好、成本低等。

由于這些優(yōu)勢(shì)，晶圓級(jí)封裝近年來(lái)發(fā)展迅速，并被廣泛應(yīng)用于各種高性能、小尺寸的電子產(chǎn)品中

2.5D封裝

2.5D封裝是一種介于2D和3D之間的先進(jìn)封裝技術(shù)。在實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的線路與空間利用方面，2.5D封裝展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢(shì)。它將多個(gè)裸片堆疊或并排放置在具有硅通孔（TSV）的中介層頂部，并利用中介層提供芯片之間的互聯(lián)。

此外，2.5D封裝技術(shù)通常應(yīng)用于高端ASIC、FPGA、GPU和內(nèi)存立方體等領(lǐng)域。例如，賽靈思曾采用此技術(shù)將其大型FPGA劃分為四個(gè)良率更高的較小芯片，并將這些芯片連接到硅中介層，最終廣泛用于高帶寬內(nèi)存（HBM）處理器集成。

值得一提的是，2.5D封裝不僅有2D的特點(diǎn)，同時(shí)也具備部分3D的特點(diǎn)。其物理結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為所有芯片和無(wú)源器件均位于XY平面上方，至少有部分芯片和無(wú)源器件安裝在中介層上。此外，中介層的布線和過(guò)孔位于XY平面的上方，而基板的布線和過(guò)孔則位于XY平面的下方。

3D封裝

3D封裝是一種先進(jìn)的封裝技術(shù)，它在封裝過(guò)程中將芯片以立體方式堆疊，從而改變堆疊方式，縮短芯片之間的距離，加快芯片間的連接速度。這種技術(shù)被視為提升芯片性能的方法之一。

具體來(lái)說(shuō)，3D封裝技術(shù)允許不同功能的芯片堆疊在一起，提高了芯片的整合度，減少了電路板上的空間占用，降低了系統(tǒng)的體積和重量。此外，由于芯片之間的距離縮短，信號(hào)傳輸?shù)难舆t也相應(yīng)減少，從而提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和性能。

與2.5D封裝相比，3D封裝在Z軸方向上進(jìn)行堆疊，進(jìn)一步提高了封裝密度和性能。這種技術(shù)在高性能計(jì)算、人工智能、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

審核編輯：湯梓紅