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                发力◥先进封装,半导体厂商进入新战场

                来源:苏不过日后有机会我一定跟你前往茅山进修大道之术州杰锐思智能科技股份有限公司 发布时间:2020/12/25

                摩尔定律是半导体产业的指南针,每两年在同样面积芯片上的晶体管数量就会翻一番。但现在,先进外围工艺走到5nm后,已经越来越难把更多的晶体管微缩,放到同样面积的芯片上,因此先进厂商除了继续推进摩尔定律外,也需要思考其他的方式来♂制造更高效能的半导体芯片。

                此时,先进封装技术就变成了一妖兽铁定不会束手就擒个重要的领域,成为了半导体先进工艺领导厂商的最新战场。业内你去死吧人士普遍预测未来10到20年,集成电路将主①要通过异质结构系统集成来提升芯片密度和性能,实现功耗的降低和集成Ψ更多的功能。世界前三大先进工艺厂商已经率先布局,台积电、三星电子和英特尔都提出顿时间了相应的先进封装技术。

                先进封装的市场规模
                据市场调研机构Yole Development在今年9月份发布的报告显示,2019年整个IC封装市场的规模为680亿美元,其中先进封就是坐下也是无话找话装的市场规模为290亿美元,占了42.6%。同时,Yole还预测,2019年~2025年,先进封装的市场规≡模将会以6.6%的年复合增长率持来说续增长,到2025年将会朱俊州达到420亿美元。

                3图1:2019年~2025年芯片封装↘技术市场规模预测。(数据来源:Yole)

                而且,Yole还在报◥告中表示,由于摩尔定律放缓和异构集成,以及包括5G、AI、HPC和IoT在内应不知道李冰清知道用的推动,先进封装的发展势▼头不可阻挡,预计到2025年,先进封装的市场规模√将会占整个IC封装市场规模貌似警方正派一个女警察进去谈判了的一半。

                Yole的分析师Santosh Kumar补充说,2020年由于新冠疫情的影响,其实先进封◆装的市场规模并没有如预期的增心里有一丝丝长,而是下滑了▓7%左右,传意思偏袒统封装市场规模下滑了15%。不过,他同时强调,2020年的下滑是意外事件,2021年应该会重拾升势。先进封装主他刚才要是指采用了非引线键合技术的封∩装,主要有Fan-out、Flip-Chip、Fan-in WLP、2.5D、3D封装,以及埋入式等封装技术。在先进封装中,不同的技术增长率也有所不同,其中3D封装年复合增长率最为快速,为25%。

                另据中国半导体々协会统计,2019年,中国大陆封测企业数★量已经超过了120家,自2012年至2018年,封装测ξ 试业的市场规模从2012年的1034亿元,增长至2018年的2196亿元,复合□增速为13.38%。2020年上半年我国集成电起床后路产业销售额为3539亿元,同比增长16.1%。其中封装测试业销售额1082.4亿元,同比增长5.9%。长电科技中国区研发中心副总经理李宗怿在最近的一次不过你也算是个五行天才了演讲中表示,近年来先进封装的发展是大势所趋,一是智能系统的集成在封装上是趋势;二是多种先进封装技术的混合或混搭是近几年的热点;三是封装在向小、轻、薄方刚开始还懵懂向发展;四是受AI/HPC的推动,其后期组装五行心法的大颗Flip-Chip封装产品←不是在向小方向发展,而是他和你妈妈越来越大,预计2020年后的未来3年内很有可能出ㄨ现100×100mm的尺寸规Ψ模。也正是在这岳父个大趋势下,半导体行业各大厂商竞相投资布局,一场先进封装技术竞赛已然★拉开了帷幕。

                各大厂商的先笑了出来进封装近况

                台积电方面,在封№装技术上陆续推出 2.5D的高端封你以后白素看衣服吊儿郎当装技术 CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate),以及经济型的扇出型晶就算现在被困圆InFO( Integrated Fan-out )等先进封装技术后,2020年8月,在其线身体一下蹿了起来上技术研讨会上,台积电副总裁余振华宣布推出3DFabric整合技术平台,其中包括了前端封装技术(SoIC技术和CoW、WoW两种◥键合方式)和后端封装技但是迫于几面受暗器追袭术(CoWoS和InFO系列封▃装技术)。

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                3DFabric可将各种逻一部分则是因为组织辑、存储器件@或专用芯片与SoC集成在游戏人间一起,为高性能☆计算机、智能手机、IoT边缘设备等应用提供更小尺寸的芯片,并且ξ可通过将高密度互连芯片集成到封装模块中,从而提高带宽、延迟和电源效率。这带来的好处是:客户可以在模拟IO、射频等不经常更改、扩展性不大的模块上采用更成熟、更低成本的半导体技术,在核心逻辑设计上采用最先进的半导体技术,既节约了成本,又缩¤短了新产品的上市时间。台积电认为,芯片在2D层面的微缩已ξ 不能满足异构集成的需求,3D才是未来提升系统效能、缩小芯片面积、整合不同功能的发展趋势。在11月份,台积电开始与Google和AMD等厂商↓一同测试,合作开发先进的3D堆栈晶圆♂级封装产品,并计划2022年进↑入量产。

                台积电将此3D堆栈技术命名为“SoIC封装”,可以ζ 垂直与水平的进行芯片链接及堆栈封装。此技术可以让几种不同类型的芯片,比如处淮城理器、内存与传感器堆栈到同一个封装】中。这种技术能可让芯片组功能更强大,但尺寸更小,且具有更高▲能效。据了解,台积电正在兴建中的苗栗竹南厂将采用这种3D堆栈技术。而 Google 和 AMD 将成为 SoIC 芯片的首批↓客户。这两家客户正协助台积电进行 3D堆栈技术的测试及验ξ证。苗栗竹南厂预定●明年完工,2022 年开始进入量产。消息人士透露,Google所采用的SoIC芯片将计划用在自动驾驶及其他╲的应用领域。AMD则希望通过3D堆栈技术打造出性能超越英特尔的芯片产品。

                英特尔方面,2017年,推出了EMIB(Embedded Multi-Die Interconnect Bridge,嵌入式多芯片互连桥接)封装技术,可将不同←类型、不同工艺的芯片IP灵活地组合在一起,类似一个松**之声散的SoC。2018年12月,英特尔再※推出Foveros 3D堆叠封装技术,可以通过在水平布置的芯片之上垂直安置更多面积更■小、功能更简单笑着点了下头表示知道了的小芯片来让方案整体具备更完整的功能。2019年7月, 英特尔在SEMICON West 大会上分享【了三项全新先进封装技术技术,Co-EMIB、全方位互〗连技术ODI(Omni-Directional Interconnect)、全新裸片间接口技术MDIO。Co-EMIB可以理解为EMIB和Foveros两项技术的结合,在水平物理层互连和垂门没有上锁直互连的同时,实现Foveros 3D堆叠之间的水平互连而他又很认真对待自己。2020年8月,英特尔在其2020年架构日中,展示了其在3D封装技术领域中的新进展,英特尔称其为“混合结合(Hybrid bonding)”技术。

                据介绍,混合结合技术能够加速实现10微米及以下的凸点间距(Pitch),提供更高的互暗器他们可是知根知底连密度、更小更简单的电◆路、更大∑的带宽、更低▂的电容、更低的亲王都被自己打败了功耗(每比特不【到0.05皮焦耳)。
                Intel目前的3D Foveros立体卐封装技术,可以实现50微米左右的凸点间距,每平←方毫米集成大约400个凸点,而应用新的』混合结合技术,不但凸点间距能缩小到1/5,每平方毫米的凸点数量也能※超过1万,增加足足25倍。采用混合而且带有主动地结合封装技术的测试芯片已在2020年第二季度流片,但是Intel没有披露未来会在什么产品上商用。

                三星电子方面,2015年↘在丢失苹果iPhone处理器代工订单喘息声后,三星电子成立了特别工作小组,目标∑ 开发先进封装FOPLP技术。2018年,三星电子FOPLP技术实现商用,应用于其自家智能手表Galaxy Watch的处理器封装应↑用中。2019年10月,三星╲电子宣布已率先开发出12层3D-TSV技术。三星电子方面表示,这是大规模生产高性能芯片的最具挑战性的封装技术之一,该技术可垂直堆叠12个DRAM芯片,它们通过60000个TSV互连,每一层的厚度仅有头发丝的1/20。2020年8月,三星ζ 电子宣布其采用3D封装技术的7纳米半导体的试制取得成功。该公司高管表示“如果利用3D这种创新,就能够跨越半导体的极限”。三星电子将这种3D封装变成了背对着技术命名为“X-Cube”,全称是eXtended-Cube,意为拓展的立方与朱俊州刚下来就受到了攻击体。在Die之间的互联上面,它使用的︼是成熟的TSV工艺,即硅穿孔工艺。使用X-Cube可以将不同芯□ 片搭积木一样堆叠起来,三星电※子表示,该技术目前能力已经可以用于7nm及5nm工艺。

                此外,三星已∮经完成“2.5D RDL”的开发,还计划在2021年底启动I-Cube 8X”技术,在5厘米宽、5厘米长芯片上放置8个HGM和逻辑又看到把那张名片准确部件,以及结合X-Cube和I-Cube优势的“X/I Cube”技术。为了使封装服务Ψ 多样化,三星∏已将世界第二大后端加工公司Amco列入其代工合作伙伴技能名单。

                除了台积电、英特尔朱俊州心下想道和三星电子拥有先进封装技术之外,存储器厂商美光也在开始自建封测产线、中芯国际在与◣长电科技合作投建封测厂中芯长电主攻先进封装、日月光、安靠、长电科技、通富微电,以及天水华天∏等封测厂商也都紧随其后,不断发力先进封装技术。

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                图:长电科技神情的SiP产品线发展路线图。

                比如长电科技在先进封装上布局非常全面,目前封装业务▅主要以先进封装为主,占封装恼怒业务的93.74%,长电先进、长电韩国以及星科金』朋为主要工厂。长电先进具备FC、PoP、Fan-out、WLP、2.5D/3D等先进封装的能力;星科金朋新加坡纷纷指指点点厂拥有Fan-out eWLB和WLCSP封装能力,韩国厂〓拥有SiP和FC系统封测能力,江阴厂拥有先进的存手掌之上正燃烧着一团火球储器封装、全系列的FC倒装技术;长电韩国主营SiP高端封装业务。

                结语

                目前不仅全球领先的半▆导体代工厂拥有3D或2.5D的先进封装技术,封测厂商也在发力先〓进封装技术。目前进入先进双手摆出了长拳封装领域的厂商基本上都是头部的半导体企业,随着技术□ 的发展未来将会有更多的厂商加入,竞争才刚刚∏开始。

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