作者:vbond 發布時間:2025-03-21 11:29 瀏覽次數 :
先進封裝材料在電子領域應用廣泛,且隨著電子技術發展,其重要性日益凸顯,以下是其應用現狀:
- 應用領域廣泛:
- 高性能計算與人工智能:AI和高性能計算對芯片性能要求極高,先進封裝材料助力實現多芯片異構集成。如2.5D封裝運用硅轉接板(Interposer) ,通過硅通孔(TSV)、重布線層(RDL)等技術,讓數據傳輸帶寬提升5 - 10倍,滿足了高帶寬、低延遲、高能效的需求。頭部廠商已能實現中介層線寬/線距≤1μm的精密加工,以支撐HBM存儲與邏輯芯片協同工作。
- 消費電子:在手機、電腦等產品中,先進封裝材料實現小型化、高性能目標。晶圓級封裝(WLP)使芯片尺寸與封裝尺寸接近,減小產品體積;系統級封裝(SiP)將多種功能芯片及元件集成在一個封裝內,提升產品性能與集成度。
- 汽車電子:汽車智能化、電動化發展,先進封裝材料用于發動機控制系統、車載娛樂系統等。例如長電科技優化異構集成技術,在車載芯片封裝領域取得突破;AMB覆銅陶瓷基板憑借高導熱、高絕緣性,滿足汽車電子高可靠性要求。
- 通信領域:5G通信設備對信號傳輸要求嚴格,先進封裝材料可減少信號損耗與延遲。倒裝芯片(FC)互連縮短信號傳播路徑,提升通信設備信號處理能力 ;新型基板材料具備高頻高速特性,滿足5G通信高頻信號傳輸需求。
- 市場規模增長:隨著AI、HPC及自動駕駛技術迭代,半導體行業對高性能封裝的需求激增。Yole預測,2023 - 2029年全球先進封裝市場規模復合增長率(CAGR)將達10.7%,其中2.5D/3D封裝增速最快,高端封裝市場CAGR更高達37% ,推動全球先進封裝資本開支從2023年的99億美元增至2024年的115億美元。
- 技術創新推動 :
- 互連工藝升級:凸塊(bumping)、重布線(rdl)、硅通孔(tsv)、混合鍵合等互連工藝不斷升級。凸塊間距不斷縮小,行業朝著20μm推進,巨頭已實現小于10μm間距;混合鍵合(hb)銅對銅連接技術可實現更小間距(10μm以下)和更高凸點密度(10000個/mm2 ) ,并提升帶寬和降低功耗。
- 材料性能優化:開發出高導熱、低膨脹系數、高絕緣性材料。如燒結銀具高導電性、導熱性,用于功率器件提升散熱與可靠性 ;AMB覆銅陶瓷基板結合陶瓷與銅的優勢,應用于高功率電子器件。
- 企業積極布局 :
- 國際巨頭:臺積電、三星、英特爾、日月光等加大先進封裝領域投資。臺積電計劃新建多座CoWoS工廠;三星擴大生產設施并建設研發實驗室和新封裝工廠;英特爾擴容封裝測試基地;日月光投入40億美元擴展封裝技術,聚焦SiP和3D封裝。
- 國內廠商:長電科技、通富微電、華天科技等明確加大先進封裝投資。長電科技的XDFOI Chiplet技術已量產,通富微電在高密度扇出型封裝領域實現量產 ,國內基板材料廠商開發出介電常數≤3.5的高頻高速基板。
- 面臨一定挑戰:盡管先進封裝材料應用前景廣闊,但也面臨技術難題。如2.5D/3D封裝存在TSV填充良率、熱應力控制問題;TGV技術面臨基板脆、加工難、良率低、產業鏈成本高等挑戰。