高性能先進(jìn)封裝創(chuàng)新推動微系統(tǒng)集成變革

第24屆電子封裝技術(shù)國際會議（ICEPT2023）于近日在新疆召開，來自海內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界超700名專家學(xué)者、研究人員、企業(yè)人士齊聚一堂，共話先進(jìn)封裝技術(shù)創(chuàng)新、學(xué)術(shù)交流與國際合作。長電科技董事、首席執(zhí)行長鄭力出席會議，發(fā)表《高性能先進(jìn)封裝創(chuàng)新推動微系統(tǒng)集成變革》主題演講。

鄭力表示，隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的演進(jìn)，微系統(tǒng)集成成為驅(qū)動集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重要動力，而高性能先進(jìn)封裝是微系統(tǒng)集成的關(guān)鍵路徑。

微系統(tǒng)集成承載集成電路產(chǎn)品創(chuàng)新

作為全球領(lǐng)先的集成電路制造和技術(shù)服務(wù)提供商，長電科技多年前就提出從“封測”到“芯片成品制造”的升級，帶動行業(yè)重新定義封裝測試的產(chǎn)業(yè)鏈價值。隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，異質(zhì)異構(gòu)系統(tǒng)集成為集成電路產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品創(chuàng)新提供越來越廣空闊的空間。

鄭力在演講中介紹，在戈登·摩爾于1965年提出“摩爾定律”的署名文章中，不僅提出了對晶體管數(shù)目指數(shù)增長的預(yù)測，也預(yù)測了可以用小芯片封裝組成大系統(tǒng)的集成電路未來技術(shù)發(fā)展方向。

可以說，基于微系統(tǒng)集成的高性能封裝原本就是摩爾定律的重要內(nèi)容，傳統(tǒng)的摩爾定律（晶體管尺寸密度每18個月翻倍）在過去50余年推動了集成電路性能的不斷提升。未來集成電路高性能的持續(xù)演進(jìn)更依賴于微系統(tǒng)集成技術(shù)從系統(tǒng)層面增加功能并優(yōu)化性能。

同時，異質(zhì)異構(gòu)集成和小芯片（Chiplet）也推動了設(shè)計方法的變革，系統(tǒng)/技術(shù)協(xié)同優(yōu)化（STCO）將成為未來高性能芯片開發(fā)的主要方式。STCO在系統(tǒng)層面對芯片架構(gòu)進(jìn)行分割及再集成，以高性能封裝為載體，貫穿設(shè)計、晶圓制造、封裝和系統(tǒng)應(yīng)用，協(xié)同優(yōu)化芯片產(chǎn)品性能。

高性能先進(jìn)封裝是微系統(tǒng)集成發(fā)展的關(guān)鍵路徑

微系統(tǒng)集成的主要方法，與微電子互聯(lián)的三個層次類似，可以理解為片上集成、先進(jìn)封裝、板上集成，而高性能先進(jìn)封裝正好處于中間位置，且其作用越來越大。

鄭力介紹，對于高性能先進(jìn)封裝，其主要特征一是基于高帶寬互聯(lián)的高密度集成；二是芯片-封裝功能融合。

這其中，Chiplet是以提升性能為主要驅(qū)動的高速、高密度、高帶寬的高性能先進(jìn)封裝。同時，相比傳統(tǒng)芯片設(shè)計和晶圓制造以及傳統(tǒng)封裝，高性能2.5D/3D封裝更加注重架構(gòu)、Interposer等對多芯片微系統(tǒng)PPA的重要影響，強(qiáng)調(diào)在設(shè)計和制造中考慮封裝結(jié)構(gòu)和工藝，對性能和可靠性的共同影響，和芯片-封裝-系統(tǒng)散熱的協(xié)同設(shè)計和驗證。

當(dāng)下隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、5G通訊、智能制造等技術(shù)發(fā)展和加速應(yīng)用，高性能先進(jìn)封裝在各個領(lǐng)域的作用越來越不可或缺。

例如在高性能計算（HPC）領(lǐng)域，高性能2.5D/3D封裝的創(chuàng)新推動了高性能計算芯片的創(chuàng)新：Die-to-Die 2.5D/3D封裝以及高密度SiP技術(shù)，是邏輯、模擬、射頻、功率、光、傳感等小芯片的異質(zhì)集成的重要途徑。在這一領(lǐng)域，長電科技已經(jīng)推出的多維扇出封裝集成XDFOI技術(shù)平臺，覆蓋了2D、2.5D和3D等多個封裝集成方案并已實現(xiàn)量產(chǎn)。

此外，移動通信終端小型化需求對高密度射頻集成提出高要求，高密度SiP模組在5G射頻模組L-PAMiD和毫米波天線集成（AiP）上發(fā)揮著關(guān)鍵決定作用。面向這一市場，長電科技已經(jīng)開始大批量生產(chǎn)面向5G毫米波市場的射頻前端模組和AiP模組的產(chǎn)品。

在高性能封裝主導(dǎo)的未來，不同應(yīng)用將對芯片和器件成品提出差異性要求。以應(yīng)用驅(qū)動提供芯片成品制造服務(wù)，既可以促進(jìn)封裝技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)效率提升，還能促進(jìn)成熟技術(shù)反哺更多應(yīng)用領(lǐng)域，實現(xiàn)更大的價值。