芯片垂直產(chǎn)業(yè)鏈包括設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)。在今年整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)增速放緩，甚至有可能負(fù)增長(zhǎng)的背景下，但先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)仍有望高速增長(zhǎng)，英特爾、三星、臺(tái)積電等芯片巨頭也頻頻亮劍，推出自己的新技術(shù)。

    近期，在英特爾先進(jìn)封裝技術(shù)解析會(huì)上，英特爾院士兼技術(shù)開發(fā)部聯(lián)合總監(jiān)Ravi Mahajan對(duì)第一財(cái)經(jīng)等媒體表示，“整個(gè)業(yè)界都在不斷推動(dòng)先進(jìn)多芯片封裝架構(gòu)的發(fā)展，以更好滿足高帶寬、低功耗的需求。英特爾擁有多項(xiàng)關(guān)鍵的基礎(chǔ)技術(shù)，包括像EMIB、Foveros還有Co-EMIB等都是MCP（多芯片封裝）高密度實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。”

    根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole的《先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀（2019年版）》報(bào)告，半導(dǎo)體行業(yè)在2017年和2018年經(jīng)歷了兩位數(shù)的增長(zhǎng)，收入不斷創(chuàng)紀(jì)錄后，2019年將放緩增長(zhǎng)(同比負(fù)增長(zhǎng))。然而，先進(jìn)封裝仍有望保持增長(zhǎng)勢(shì)頭，同比增長(zhǎng)約6%。



    該報(bào)告預(yù)計(jì)，先進(jìn)封裝市場(chǎng)將實(shí)現(xiàn)8%的復(fù)合年增長(zhǎng)率，2024年市場(chǎng)產(chǎn)值將達(dá)到440億美元。相反，傳統(tǒng)封裝市場(chǎng)同期的復(fù)合年增長(zhǎng)率僅2.4%。整體而言，集成電路封裝市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)5%。

    傳統(tǒng)的封測(cè)代工廠商如日月光、江蘇長(zhǎng)電等正面臨來自臺(tái)積電、聯(lián)電和其他晶圓代工廠的競(jìng)爭(zhēng)。這些晶圓制造廠進(jìn)入該行業(yè)已達(dá)數(shù)年，臺(tái)積電正在爭(zhēng)奪高端封裝業(yè)務(wù)，而英特爾、三星等IDM廠商內(nèi)部也有封測(cè)業(yè)務(wù)。

    例如，3D封裝領(lǐng)域，臺(tái)積電預(yù)計(jì)于2020年導(dǎo)入量產(chǎn)SoIC（系統(tǒng)整合單晶片）和WoW(晶圓對(duì)晶圓)等3D封裝技術(shù)，2021年將會(huì)大量生產(chǎn)。

    如何看待臺(tái)積電的封裝技術(shù)？英特爾封裝研究事業(yè)部組件研究部首席工程師Adel Elsherbini表示，“英特爾的3D封裝技術(shù)結(jié)合了3D以及2D堆疊的兩項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，在這個(gè)領(lǐng)域臺(tái)積電的SoIC做不到。第二個(gè)就是我們的ODI全向互連，可以通過在小芯片（chiplet）之間的布線空隙來實(shí)現(xiàn)，這一點(diǎn)也是我們與SoIC之間的不同之處。”

    小芯片是一塊物理硅片，上面封裝了一個(gè)完整的IP子系統(tǒng)。通過封裝級(jí)集成，多個(gè)小芯片與底層基礎(chǔ)芯片封裝在一起，形成多功能異構(gòu)系統(tǒng)化封裝芯片。通過這一技術(shù)，工程師可以像搭積木一樣，在芯片庫(kù)里將不同工藝的小芯片組裝在一起實(shí)現(xiàn)不同功能。

    Adel介紹稱，通過把不同功能屬性的小芯片連接并放在同一封裝里，可以實(shí)現(xiàn)接近于單晶片的特點(diǎn)性能和功能。

    為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，英特爾也推出了一系列技術(shù)，從縱向、橫向等各個(gè)角度實(shí)現(xiàn)密度更高的多芯片集成。一種用于堆疊裸片的高密度垂直互連，可以大幅度提高帶寬，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)高密度的裸片疊加；第二種是全局的橫向互連，未來會(huì)隨著小芯片使用越來越普及；第三種是全方位互連，“通過全方位互連可以實(shí)現(xiàn)我們之前無(wú)法達(dá)到的3D堆疊帶來的性能�！�



    不過，先進(jìn)封裝在延續(xù)摩爾定律的同時(shí)也面臨散熱、測(cè)試難度等多方面的挑戰(zhàn)。

    散熱是3D堆疊最棘手的問題之一。由于裸片（die）上下垂直堆疊在一起，熱量很難散發(fā)。對(duì)此，Ravi Mahajan回應(yīng)稱，冷卻是3D封裝技術(shù)重要的考慮方向。不過他也表示，目前有技術(shù)可以更好地減少底部裸片上的熱區(qū)和熱點(diǎn)，也可以通過單片分割技術(shù)更好地解決這點(diǎn)。另一方面，可以進(jìn)一步減少?gòu)牡撞柯闫�到上部裸片的熱傳�?dǎo)，更好改善熱屬性，解決冷卻問題。

    更復(fù)雜的封裝技術(shù)意味著測(cè)試也更難。常規(guī)的芯片測(cè)試中，一個(gè)芯片測(cè)試后進(jìn)行封裝再進(jìn)行整體測(cè)試。而系統(tǒng)化封裝中，對(duì)每個(gè)小芯片的性能測(cè)試以及整體系統(tǒng)的測(cè)試無(wú)疑讓芯片測(cè)試變得更加復(fù)雜。

    Babak Sabi稱，小芯片數(shù)量的增加以及面積的大幅度縮小的確可能在未來成為一個(gè)重要的問題，“這也就是為什么我們確保采用全部的技術(shù)能力以及創(chuàng)新的解決方案對(duì)每個(gè)芯片都進(jìn)行更加完整、更好的測(cè)試，同時(shí)我們也必須要確保在芯片集成到最終產(chǎn)品的時(shí)候，對(duì)終端產(chǎn)品進(jìn)行更加完整的測(cè)試。只有這樣才能滿足更好的質(zhì)量和具體的性能需求�！�

    在被問到新的封裝技術(shù)是否會(huì)讓其他客戶使用時(shí)，Babak Sabi表示，如果客戶通過英特爾代工的形式合作，可以把3D封裝技術(shù)授權(quán)給其使用。他補(bǔ)充稱，“之前Altera這家公司就是用我們的3D封裝技術(shù)，但是現(xiàn)在已經(jīng)被英特爾收購(gòu)�！�