封装市场常被忽视的一环!

时间: 2024-02-06 21:36:00 |   作者: 新闻动态

  半导体工程一直存在三大支柱:光刻、晶体管设计和材料,现在,封装已成为第四大支柱。大多数半导体器件都封装在陶瓷、金属或塑料中,以防止损坏芯片及其脆弱的连接线。尽管有这个重要的功能,但封装是半导体设计中最被忽视的方面之一。但随着摩尔定律逐渐走到极限,封装现在已成为代工厂、OSAT、以及芯片设计厂商都竞相关注的一环,其在宏观层面影响功耗、性能和成本,在微观层面影响所有芯片的基本功能。

  接下来,让我们详细来看下半导体封装的发展历史。1965年,Fairchild 的三位工程师:Don Forbes、Rex Rice和Bryant Rogers发明了一种带有两排引脚的14引脚陶瓷双列直插式封装 (DIP),这是第一个真正的半导体封装。DIP封装于70年代初开始批量生产。英特尔的8008是最早的微处理器之一,也是标志性的DIP封装类半导体。

  到80年代,芯片开始变大,集成了更多的功能,引入了具有100万个门的芯片。芯片上数据的输入和输出 (IO) 是计算的命脉。未解决持续不断的增加的IO数量,半导体封装引入PGA (Pin Grid Array) 和BGA (Ball Grid Array) 封装。下图是球栅阵列的样子,它可以从下方直接将一块硅安装到 PCB 或基板上,而不是像以前的表面贴装技术那样只在所有4个端部的角上贴上胶带。BGA封装的好处是占用更少的空间和更多的连接作用。

  而到90年代,笔记本电脑和手机等移动电子设备的兴起,使得半导体封装逐渐开始朝着小型化发展,于是又引入了CSP(芯片级封装)来解决高引脚数和小尺寸要求。CSP封装本质上是具有较小球间距的小尺寸 BGA。

  后来进入到2010年,逐渐来到先进封装时代,出现了慢慢的变多的封装类型,发展为SiP、POP、WLP,以及2.5D和3D封装等。现在5G、可穿戴等应用的兴起,以及电子设备小尺寸化的需求愈发旺盛,行业预测SiP等先进封装正在慢慢的变成为产业界的主流。

  在2.5D和3D封装这方面,台积电、三星和英特尔是走在前列的。台积电的CoWoS是2.5D集成的代表,SoIC是3D封装的代表。三星近年来也成为多家芯片设计厂商的代工合作伙伴,X-Cube是其3D封装方案,近日,三星正式对外发布了新一代2.5D封装技术“I-Cube4”。最后但同样重要的是英特尔的 Foveros 3D 封装,英特尔明确表明封装是其未来的重点,英特尔CEO Pat Gelsinger指出,芯片封装以及尖端的生产方法将有利于芯片行业保持甚至超越摩尔定律在未来十年的发展速度。

  过去没有一家封装公司被认为像传统的前端制造(即晶圆制造和晶圆分类)工艺那样重要。因为相对来说,后端操作所需的时间和支出要少得多,封装的产能扩充比较快,大家并没意识到其出现会卡供应链的情况。

  但现在,随着摩尔定律走到极限,芯片设计企业慢慢的变多,对芯片的种类和性能要求愈发加大,封装现在在各个层面都必不可少,而且随着复杂性和盈利能力的提高,封装成为包括芯片设计厂商、IDM、代工厂、OSAT都关心的一个重要环节。

  台积电在先进封装上的布局已有多年,而且对封装上的投入,也让其在早期尝到了甜头,凭借全新封装技术InFO,台积电拿下了苹果处理器订单。台积电目前在竹科、南科、中科及龙潭有先进封测厂区,主要提供晶圆凸块、先进测试与3D封装等业务,还有正在兴建的第5座竹南厂,预计2022年下半年量产。近日,据中时新闻网的报道,台积电或再建先进封装工厂,目前传出可能在云嘉地区选址,其中嘉义最有机会胜出。

  三星这几年一直跟台积电你追我赶,在先进封装领域更是如此。2021年11月,三星与安靠共同开发了新2.5D封装解决方案H-Cube(Hybrid Substrate Cube,混合基板封装),专用于需要高性能和大面积封装技术的高性能计算(HPC)、人工智能(AI)、数据中心和网络产品等领域。2021年12月,三星批准花费8.5亿美元(1.1万亿韩元)用于在越南生产倒装芯片球栅阵列(FC-BGA)的设备和基础设施。

  英特尔将封装看做是产品革新的催化剂,作为处理器和主板之间的物理接口,芯片的封装对产品级性能有着至关重要的作用。英特尔的“Lakefield”处理器就是将混合型CPU与他们的Foveros 3D封装技术结合在一起。2021年12月16日英特尔宣布,今后十年间将在马来西亚投资300亿林吉特(约合453.5亿元人民币),新建最先进的封装制造设备。

  内存厂商SK海力士也在通过增强传统封装、TSV和FO-WLP领域的封装竞争力来提高内存解决方案的价值。SK海力士一名PL曾表示,“封装技术对于高性能设备的正常运行很重要。例如,要同时发送和接收大量数据,就需要形成无数条与外部相连的电通路,而起到这个作用的就是封装过程。封装技术将多个芯片堆叠,实现比传统芯片4倍、16倍甚至更多的容量,或将多种类型的芯片组合成一个系统。换句话说,依赖封装技术,产品的附加值可以大幅度增加。现在,如果没有封装技术的进步,单靠芯片技术没办法占据未来的市场主导地位。”

  国内的长电科技、通富微电以及天水华天都已经在先进封装上进行了布局,不止是传统的封装厂,更有一些芯片厂商和新崛起的封装新势力正在向先进封装迈进。

  深圳同兴达子公司昆山同兴达,于2021年10月15日,与昆山日月光签署协议合作“芯片先进封测(Gold Bump)全流程封装测试项目”。先进封装技术在显示驱动IC及CIS芯片中有着及其重要的作用。中国大陆Gold Bump封测产能较少,尤其直接面对显示驱动IC及CIS芯片的Gold Bump封测产能更是稀缺。

  SiP封装也是国内很多企业在发力的一大方向。根据Yole预测,2025年先进封装的占比将提升至整体封测行业的49.4%,其中SiP封装被市场看好,在2020年到2026年年间,基于覆晶(FC)和打线接合(WB)的SiP市场将以5%的CAGR成长至170 亿美元的规模。同期,嵌入式芯片(Embedded Die,ED) SiP市场则将以25%的CAGR 增加到1.89亿美元;扇出型(FO) SiP市场价值预计以6%的CAGR20-26成长至16亿美元。

  2021年12月15日,华宇电子集成电路先进封装测试产业基地项目三期开工,据其官微介绍,三期项目总投资10亿元,总建筑面积4.50万平方米,封装技术向SiP系统级3D封装技术及LGA、BGA先进封装技术升级,预计2022年实现投产。

  再就是正在SiP快封领域探索的摩尔精英,据了解,摩尔精英无锡SiP封测中心,一期总投资5亿元,建筑面积1.5万平。该厂的年规划产能超过1亿颗,产品有:FCBGA工程批、SiP设计和工程批、SiP量产和测试。据悉,2022年无锡SiP封测中心可生产FC+WB技术的复杂SiP产品,同时也可生产FC及WB标准产品。到2023年可生产FC+WB+SMT的产品。2024年,无锡SiP封测中心的目标是开发AiP技术,以及进行电磁隔离技术的SiP设计和生产。

  华为也看好封装这一环节,旗下华为哈勃投资了多家封装领域的厂商。不仅如此,2021年12月28日,华为还注册6亿元成立华为精密制造有限公司,发力封装环节。有华为内部的人说,“我们不生产芯片,主体业务是华为无线、数字能源等产品的部分核心器件、模组、部件的精密制造,包括组装与封测。营业范围中提及的‘半导体分立器件’主要是分立器件的封装、测试。”

  国内还有很多新的封装项目正如雨后春笋般崛起,例如在2022年1月12日,宁夏储芯集成电路产业研发项目正式投产,2条微组装生产线条多芯片封装线也正式投产运行。据悉,该项目总投资4亿块钱,占地面积50亩,目前投资2亿元实施一期工程。一期工程将建设3条表面贴装(SMT)生产线条集成电路封装生产线,主要生产无线热点过滤模块、射频前端模块、集成射频开关和滤波器以及4K超短距LED投影仪,产品主要使用在于智能手机、平板电脑和车载存储。

  由于所选芯片没有串口(UART),现在要使用到串口,想用软件模拟串口,问:谁做过软件模拟串口,说下原理,最好有代码(51、avr都可)!IC没自带串口,问怎样用软件模拟串口?这个你到网上搜一下,有模拟串口的例子同LS你看串口时序和协议,再模拟下写个就可以了代码暂时没有,网上多的是。思路一般是这样的,开一个定时器用于控制波特率,根据串口的数据格式一位一位的往外送数就行了;至于接收,可以再开一个外部中断,如果不想开的话实时查询也可以。原帖由keaaron于2011-5-261

  有一个4Mhz的信号,经过检波二极管后,如何很好的滤除4MHz以及2,3,4次的谐波。

  有一个有一个4Mhz的信号,经过检波二极管后,如何很好的滤除4MHz以及2,3,4次的谐波。同时不损失200K以下的低频信号。求助大神,用什么滤波器可以滤除?有一个4Mhz的信号,经过检波二极管后,如何很好的滤除4MHz以及2,3,4次的谐波。楼主要的是不损失200K以下的低频信号,但很好的滤除4MHz以及2,3,4次的谐波。只要使用一个转折频率在200kHz以上4MHz以下的低通滤波器即可。转折频率最好稍高但接近200kHz,例如可以再一次进行选择400kHz。至于采用哪种低通滤

  哪位大哥帮我分析一下这个电路图。这个电路图和老师给的电路版对不上。需要修改。插元件插不好。郁闷数控电路晕,附件格式不对!不好意思,附件格式是SCHDOC的。哎~算了。还是自己来吧Re:数控电路图都米哦Re:数控电路没有图?回复:数控电路

  开发板串口连接到了调试器的虚拟串口:创建新工程选择串口例程,能够正常的看到外设例程很丰富例程说明,说明了使用方法和开发板跳冒的设置,非常详细串口的配置如下主函数,例子是需要将收发管脚短接,成功就会LED闪烁稍微修改,测试串口发送数据为了方便使用,需要将printf重映射到串口,关闭串口的fifo配置重写fputc函数接口,输出到串口0测试效果:ccs自带串口助手,十分方便完整代码如下:#include

  Linux是全球最知名且最重要的开源项目,RISC-V则是近年来兴起的一个开源CPU指令集。而RISC-V基金会是一个非营利性组织,致力于鼓励芯片设计采用RISC-V架构。与其他CPU指令集架构(ISA)不同,RISC-V是免费和开源的。现在双方宣布达成合作Linux基金会与RISC-V基金会将共同合作加速推广RISC-VISA的开发及采用,Linux基

  第一个就是他们自己出的IDE,可以摆脱KEIL,IAR这种收费软件了。其一系列的软件都是很方便个人会使用的,其中有AT32MCU的时钟配置。这个就是方便我们替换ST芯片时候,遇到不同的晶振可以干的事,有些可能替换F4的,ST的F4设计晶振频率都很高,不是传统的8M,所以能通过改软件在不改动外围的情况下替换掉。雅特力也是推出了图形化配置代码的工具,目前还未使用不好评价,图形化工具大大简化了我们开发速度,很多需要初始化的代码,通过工具直接完成,还能够保证应用层代码不需


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