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异构集成
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先进封装之困
半导体行业观察· 2025-05-23 09:21
多芯片组装与异构集成 - 多芯片组装通过复杂封装提升性能并降低功耗,但面临芯片到RDL错位、翘曲轮廓变化和CTE不匹配等挑战[1] - 异构集成将不同工艺组件整合到单一封装中,相比单片硅片集成更具成本效益且良率更高[1] - 集成到单个封装可减少电路占用空间并提高性能,但不同元件集成到单一基板是重大挑战[1] - 移动设备包含传感器、收发器、存储器等组件,模拟和功率元件需独特工艺步骤及更厚金属层[1] 中介层技术 - 异构组件普遍使用中介层连接电路与外界,通过扇出布线或嵌入式桥接(如Intel EMIB)实现互连[3] - 中介层材料选择取决于互连和功率密度需求,需管理硅器件与铜基布线的CTE差异[3] - 铜柱填充有机电介质时CTE不匹配会导致界面裂纹,功率器件因产热多使CTE管理更困难[4] - 光互连技术需控制基板折射率对比度,面板级封装因尺寸问题面临工艺和检测设备适配挑战[4] 封装工艺挑战 - 面板级封装中芯片移位和翘曲控制难度高,模塑料与转移胶带的CTE差异导致面板变形和芯片错位[6] - 封装材料硬化后芯片偏移可能固定,随机偏移由热异常或模塑料不均匀性引起,混合键合错位难检测[7] - 英特尔EMIB通过预制井设计解决芯片移位,弗劳恩霍夫团队提出无掩模光刻定制RDL焊盘方案[7] 功率与光学器件封装 - 功率器件封装需低损耗、低噪声且热特性优异,环氧基模具化合物可能因热电场退化导致击穿[8][9] - 硅凝胶作为绝缘体替代方案具有热稳定性但防水性差,双层封装结合聚氨酯和硅胶层可平衡性能[9] - 光学器件集成需精确控制波导和无源元件,折射率管理是光互连封装的关键[4] 协同优化与标准化 - 封装设计与组件器件需协同优化,噪声和热特性相互影响,UCIe等标准化接口是基础但需仿真验证[9] - 异构封装模糊片上与片外界限,要求从整体组件角度评估工艺而非单一步骤[6][9]
Nearfield Instruments 与新加坡 A*STAR IME 签署研究合作协议,推进人工智能和先进封装时代的半导体计量解决方案
Globenewswire· 2025-05-22 00:42
文章核心观点 Nearfield Instruments与A*STAR IME签署多年期研究合作协议推动半导体计量技术创新,以应对人工智能发展下异构集成带来的挑战,符合新加坡强化半导体产业的努力方向 [1][2] 合作背景 - 人工智能崛起推动算力需求增长,为半导体技术创新带来机会 [1] - 传统半导体规模达极限,行业转向异构集成,使制造过程更复杂,制程控制和精密计量关键 [1] 合作双方表态 - Nearfield Instruments首席执行官称致力于推动人工智能变革,合作可增强开发突破性解决方案的能力 [2] - A*STAR IME执行董事表示合作将推动计量领域创新,以节能方式制造芯片实现高产量 [2] - 新加坡经济发展局高级副总裁称合作彰显支持尖端半导体制程控制研究的承诺,欢迎Nearfield在新开展业务 [2] 合作双方介绍 - Nearfield Instruments是先进计量解决方案领先供应商,擅长高精度测量技术,建立了Nearfield Singapore [3] - A*STAR是新加坡领先公共部门研发机构,实现产学结合,研发活动涵盖多领域 [4]
日月光收购了一个晶圆厂
半导体行业观察· 2025-05-15 09:07
日月光收购元隆电子 - 日月光投控子公司福雷电子以每股9元新台币公开收购元隆电子普通股,溢价约3.09%,预计收购1.51万张,总金额1.36亿元新台币,完成后持股比例将达68.18% [1] - 收购目的是整顿元隆电子营运、促进业务转型,业界推测未来可能迈向私有化以迎接AI新商机 [1][2] - 元隆电子首季合并营收2.68亿元新台币,季增14.2%、年增24.6%,但税后净损1.28亿元新台币,亏损幅度创近四年单季新高,每股净损1.06元,每股净值转负为-0.42元 [1] 元隆电子经营困境 - 元隆电子连续九季亏损,主因6吋功率半导体晶圆代工市场报价弱势导致营运成本居高不下 [2] - 功率半导体6吋晶圆代工市场面临中国厂商杀价竞争,客户转向高压技术及第三类半导体研发,IDM大厂整合逻辑IC与功率半导体并委外投片,使元隆业务陷入劣势 [2] - 法人预期并入日月光后可通过集团资源进行营运整顿,可能将设备转入第三类半导体制程或整合至日月光封测业务 [2] 全球OSAT行业格局 - 2024年全球前十大OSAT公司收入同比增长3%达415.6亿美元,日月光以185.4亿美元营收位居榜首,市占率近45% [3] - Amkor以63.2亿美元营收排名第二(同比下降2.8%),长电科技以50亿美元营收(同比增长19.3%)位居第三 [3] - HT-Tech以20.1亿美元营收(同比增长26%)成为增速最高企业,Hana Micron因内存客户强劲表现营收达9.2亿美元(同比增长23.7%) [3][4] OSAT行业技术趋势 - OSAT供应商面临异构集成、晶圆级封装、芯片堆叠等技术要求提升,以及AI和边缘计算驱动的高频高密度封装需求激增 [5] - 行业正从传统制造模式转向以先进集成和研发为核心的战略转型 [5]
MKS Instruments (MKSI) FY Conference Transcript
2025-05-15 00:20
纪要涉及的公司 MKS Instruments是一家拥有近65年历史的公司,最初专注于半导体市场,制造控制真空腔相关的仪器,后来通过一系列收购拓展业务,成为基础技术领域的综合性企业,业务涵盖半导体设备、光刻、计量、检测等多个领域 [2][3]。 纪要提到的核心观点和论据 1. **公司发展历程与业务布局** - 公司从半导体市场起步,通过多次收购拓展业务,2015年收购Newport Corporation,使其业务从单纯的半导体设备公司扩展到更广泛的基础技术领域,涵盖光刻、计量和检测等 [3][4]。 - 随着摩尔定律发展受限,进入异构集成时代,公司通过收购Electro Scientific Industries和Aditech,增加激光钻孔和化学设备能力,以满足制造高密度互连的需求,目前公司设备覆盖85%的芯片和70%的互连制造步骤 [5][7][8]。 2. **Q1业绩表现** - Q1在所有指标上均超出指引,包括营收和利润,毛利率连续五个季度超过47%,EPS也超出指引上限,主要得益于定价策略、工厂效率提升以及对税率和运营费用的控制 [10][11]。 - 公司预计Q2营收相对平稳,受关税影响较小,目前市场整体较为稳定 [12]。 3. **关税影响及应对策略** - 关税主要影响真空业务,公司在毛利率指引中已考虑最多100个基点的影响,目标是尽可能减轻关税影响,并在必要时采取商业行动 [18][20]。 - 公司拥有全球布局,若关税规则明确,可对供应链进行调整以减轻影响,但会产生一定成本,目前公司正在采取措施减轻短期影响,并密切关注规则变化,长期仍致力于实现47%的毛利率 [20][21]。 4. **半导体业务表现与展望** - 公司半导体业务Q1同比增长15%,预计将继续受益于市场增长,尽管受到对中国销售限制的影响,营收较峰值减少约2.5亿美元,但公司认为凭借自身优势仍有机会实现比WFE高200个基点的增长 [24][27]。 - NAND技术升级带动市场需求,公司库存已恢复正常,客户开始增加采购,升级和新建项目都将为公司带来收益,特别是RF电源业务,新建项目还将使公司的“环绕腔室”产品组合受益 [30][31][33]。 - 客户从100多层NAND升级到200多层甚至400多层,预计将带来400亿美元的支出,公司真空产品组合占客户BOM的1.5% - 2.5%,这将为公司带来相应的业务机会 [34][35][36]。 5. **业务拓展与机会** - 客户向集成系统发展的趋势为公司带来内容增长机会,因为集成系统需要更多精确测量和控制的关键子系统,如公司的光学测温技术和水平电镀工具等 [40][41][43]。 - 在导体蚀刻市场,公司虽目前进展较小,但脉冲DC电源的应用带来了新的机会,未来有望取得进展 [49][50]。 - 过程控制和光刻应用业务收入以20%的复合年增长率增长,目前营收达到3亿美元,仍处于早期阶段,未来有较大增长空间 [53]。 - 公司业务组合逐渐从以内存为中心转向更加平衡,未来预计将达到50:50的比例,这种多元化布局有助于降低市场波动的影响 [57][60][61]。 6. **电子和包装业务** - 电子和包装业务的增长主要由高端PCB包装驱动,包括AI服务器、高级PC等应用,其中AI和封装基板是目前最大的驱动力,低地球轨道卫星应用也是一个快速增长的细分市场 [63][65][67]。 - 公司化学设备销售连续三个季度有积极的订单趋势,设备与化学产品的附着率较高,未来化学产品收入有望受益于设备销售 [68][69]。 7. **特种工业业务** - 特种工业业务是一个多元化的高利润业务,涵盖国防、医疗、汽车和工业市场,有助于公司的现金流和分担研发成本,但目前受宏观经济影响,工业和汽车市场表现疲软 [73][75][76]。 - 采购经理人指数(PMI)和汽车产量是观察该业务底部和复苏的重要指标,公司希望业务已触底,但尚未看到明显的复苏迹象 [76][77]。 8. **财务状况与规划** - 2023 - 2024年,公司毛利率增长190个基点,营业收入增长180个基点,运营费用保持平稳,2025年公司计划在运营费用上投资2.5 - 2.6亿美元/季度,主要用于基础设施改善和人员投入,以支持未来增长 [79][80]。 - 公司在去杠杆化和偿还债务方面表现良好,2024年偿还债务4.26亿美元,Q1现金生成强劲,除偿还1亿美元债务外还进行了股票回购,公司将继续偿还债务并加强资产负债表,目标是实现2.0的净杠杆率 [84][85]。 其他重要但是可能被忽略的内容 - 公司在2022年成为RF功率领域的第一名,得益于vNAND市场的发展,但在导体蚀刻市场的进展相对较小 [48]。 - 公司收购Newport Corporation后,通过投资设备、工程师和光学设计能力,将光刻、计量和检测业务的营收从1.5亿美元提升到3亿美元 [54][56]。 - 公司化学设备具有独特性,竞争对手难以复制,即使客户购买其他公司的设备,公司仍有可能赢得化学产品业务,目前公司对化学产品在高级应用中的市场份额非常满意 [70][71][72]。
半导体——最新预测
是说芯语· 2025-05-02 16:55
全球半导体材料市场 - 2024年全球半导体材料市场收入预计增长3.8%至675亿美元,主要受整体市场复苏及高性能计算、高带宽存储器制造需求推动 [2] - 晶圆制造材料收入增长3.3%至429亿美元,封装材料收入增长4.7%至246亿美元 [2] - CMP、光刻胶及辅助设备细分市场实现两位数增长,受益于先进DRAM、3D NAND闪存及逻辑IC工艺复杂性提升 [2] - 硅需求因库存过剩下降7.1%,其他材料细分市场均实现同比增长 [2] 区域半导体材料消费 - 台湾地区以201亿美元营收连续15年位居全球最大半导体材料消费地区 [3] - 中国大陆地区以135亿美元营收实现同比增长,位列第二 [3] - 韩国以105亿美元营收排名第三,除日本外所有地区2024年均实现个位数增长 [3] 先进半导体封装市场 - 2024年先进半导体封装市场规模为180.9亿美元,预计2031年达298亿美元,复合年增长率7.5% [5] - 主要技术包括扇出型晶圆级封装(FO WLP)、扇入型晶圆级封装(FI WLP)、倒装芯片(FC)、2.5D/3D封装 [5] - 5G、云端AI及电动汽车普及推动需求增长,市场将超越半导体行业整体增速 [5] 封装技术发展 - 倒装芯片(FC)技术通过焊料凸点阵列提升带宽和热性能,成为AI加速器、移动SoC及GPU首选 [6] - 扇出型晶圆级封装(FO WLP)通过环氧模塑料I/O重分配实现超薄设计,适用于可穿戴设备及5G模块 [6][7] - 汽车领域需求推动嵌入式芯片、FC CSP等封装技术发展,满足AEC Q100 0级标准 [7] 应用领域驱动因素 - 异构集成需求推动先进封装成为逻辑、存储器、模拟及光子芯片集成的主要载体 [8] - 电信设备依赖先进封装解决散热和信号完整性问题,毫米波和6GHz以下频段需求增长 [8] - AI加速器需求促使OSAT厂商开发更大有机基板和多桥配置,提升平均售价 [9] - 电动汽车电力电子器件采用GaN和SiC芯片集成高导热性衬底,推动封装技术升级 [9] - 消费电子小型化趋势促使OEM采用WLP、FO PLP等技术集成MEMS、PMIC和RF电路 [10]
先进封装浪潮下,材料厂商的挑战与机遇
半导体芯闻· 2025-04-08 18:33
如果您希望可以时常见面,欢迎标星收藏哦~ 当前时代,硅基工艺逼近物理极限,半导体行业正经历从"器件缩放"到"架构创新"的范式革 命,以扇出型封装(FOWLP)、Chiplet 异构集成、3D 堆叠等在内的先进封装技术,成为 突破性能瓶颈的核心路径。 在此进程中,封装材料作为先进封装产业链的核心上游组成部分,扮演着至关重要的角色,其性能 迭代直接决定了高密度集成的可靠性与经济性,是推动先进封装技术持续进步与发展的坚实基石。 在此背景和趋势下,2025年3月26日,汉高粘合剂电子事业部携多款面向未来的前沿产品与解决 方案亮相SEMICON China 2025,聚焦先进封装、AI芯片、车规级应用及绿色可持续发展领域, 助力半导体行业在AI时代更好地打造新质生产力。 AI、汽车电子市场蓬勃发展,封装材料需求升级 众所周知,在AI大模型与高性能计算的强劲发展势头下,半导体市场需求激增,同时对半导体工艺 和先进封装技术提出了极为严苛的要求,推动了先进封装技术向更高密度、更低功耗、更优散热方 向发展;与此同时,终端消费电子产品小型化、更多功能、更可靠,以及更低成本的需求不断提 升。随着市场需求的不断提升,对封装材料的应力 ...
封装技术,巨变前夜
半导体芯闻· 2025-03-24 18:20
文章核心观点 半导体中介层与基板领域正迎来重大变革,从单纯中介体转变为工程平台,这一转变由人工智能、高性能计算和下一代通信推动,行业正从硅中介层转向有机和玻璃基解决方案,但在制造、热管理等方面面临挑战,需采用新技术和新材料应对 [1] 各部分总结 弥合互联鸿沟 - 半导体行业依赖重分布层(RDL)路由信号,但现有技术已达极限,新基板材料和工艺创新对实现互连密度至关重要 [4] - 行业正从硅中介层转向有机和玻璃基解决方案,有机中介层可实现更大封装尺寸和细间距互连,玻璃基板有机械稳定性和精细RDL功能,但制造和处理存在挑战 [4] - RDL技术发展以支持1μm线/空间分辨率,先进堆叠技术可行,扇出面板级封装(FOPLP)能实现高密度集成,但面临产量和工艺控制挑战 [6][7] 克服制造挑战 - 中介层和基板复杂化使保持纳米级精度成挑战,向面板级处理过渡引入新变量,玻璃芯基板和混合中介层带来制造和缺陷检测难题 [8][9] - 中介层微缩中高纵横比特征电镀困难,制造商需采用人工智能驱动的过程控制和实时监控技术,统计过程控制(SPC)至关重要 [9] 热管理 - 半导体封装发展使热管理成关键障碍,中介层和基板需发挥积极散热作用,高效热解决方案需求增加 [11] - 制造商研究嵌入式微流体冷却通道、相变材料、基于碳纳米管的热界面材料和混合金属有机散热器等新热管理策略 [12] 新材料创新 - 传统有机基板达极限,制造商转向玻璃芯复合材料、陶瓷和有机 - 无机混合结构等新材料,但制造存在复杂性 [14] - 玻璃芯中介层介电常数低、尺寸稳定性好,但有制造挑战;混合基板结合有机和硅优势,但需解决热膨胀失配问题 [14][15] 先进的键合技术 - 传统微凸块键合难满足细间距要求,混合键合成有前途替代方案,但面临表面处理、缺陷缓解和工艺均匀性挑战 [17] - 直接铜互连可提高信号完整性和热性能,但存在防止氧化和管理高压等挑战 [18] - 向细间距键合技术转变对建模和仿真工具提出新要求,扩大生产仍面临挑战 [19] 提高纳米级可靠性 - 确保中介层和基板长期可靠性需转向人工智能驱动的预测建模,准确表征材料特性至关重要 [21] - 缺陷检测需采用人工智能驱动技术,可测试设计(DFT)和嵌入式传感技术可提高可靠性 [21][22] 有源中介层和智能基板 - 中介层和基板向智能系统组件转变,有源中介层可实现更智能信号布线、自适应电源管理和本地化处理 [23] - 光学互连集成到中介层是重要进步,基于硅光子的中介层可实现高速光通信,但面临热挑战和制造难题 [23][24]
Chiplet和异构集成到底是什么?
半导体行业观察· 2025-03-22 11:17
核心观点 - 文章探讨了chiplet和异构集成这两个新兴技术的定义及其在半导体行业中的应用,指出目前缺乏公认的定义,但清晰一致的定义将有助于推动这些架构的发展 [2][3][12] - Chiplet的关键特征包括芯片间接口、标准化接口以及模块化设计,能够提高性能、效率和产量,同时降低先进节点的成本 [3][4][5] - 异构集成的定义更加多样化,涉及不同功能、节点、材料和设计方法的芯片组合,其复杂性需要多物理场模拟来确保性能和可靠性 [12][16][17] 什么是chiplet - Chiplet是将SoC分解为离散组件并通过专用接口连接的技术,与传统的多芯片模块(MCM)不同,它需要芯片间接口 [3] - 标准化接口是chiplet互操作性的关键,如UCIe和Bunch of Wires (BoW)已被采用,确保不同来源的chiplet能协同工作 [5] - Chiplet的设计目标是提高性能、效率和产量,通过使用更小、已知良好的芯片和适合的制造技术,避免将所有功能集成在单一大型芯片中 [4] Chiplet的定义分歧 - 有人认为chiplet必须具有标准化芯片间接口,否则只是MCM [3] - Arm认为chiplet是未封装的硅片,设计用于与其他芯片组合和封装,无需接口限制 [6] - 另一种观点关注芯片在封装中的作用,认为chiplet必须与其他功能一起封装才能发挥完整功能 [6] - 封装并非普遍要求,部分人认为chiplet可以直接安装在板上 [6] 异构集成的定义 - 异构集成涉及将不同功能、节点或材料的芯片组合在一个封装中,其定义比chiplet更加多样化 [12][16][17] - 有人认为只需封装中有多个芯片即可称为异构集成,即使芯片功能相同 [13] - 另一种观点认为必须包含不同节点或材料的芯片,如先进节点与成熟节点的混合 [16][17] - 模拟和光子芯片的加入使定义更加复杂,因其接口和设计方法与数字芯片不同 [10][16] 定义的实际意义 - 清晰的定义有助于推动chiplet市场和异构集成技术的发展,特别是在互操作性和标准化方面 [2][19] - 对于chiplet市场,标准化接口的定义将决定产品的互操作性和市场接受度 [5][19] - 异构集成的定义可能影响封装流程的开发和配方选择,但目前行业尚未达成一致 [18][19]
3D芯片的时代,要来了
半导体行业观察· 2025-03-14 08:53
3D-IC与小芯片技术发展现状 - 3D-IC和小芯片技术引发行业兴奋,但技术难度和成本限制其仅被少数公司采用,且这些公司尚未充分体验到异构集成或重用的优势 [1] - 十年前Marvell尝试创建多芯片组合架构以降低功耗和成本,但最终只有极少数公司具备开发能力 [1] - 6G无线通信等特定应用场景适合采用3D-IC技术,可实现天线阵列与处理电路的紧凑集成 [1] 技术驱动因素与挑战 - 摩尔定律显著放缓推动小芯片技术发展,通过封装更多硅片提升性能成为必要选择 [1] - 3D-IC技术优势包括性能提升、功耗降低和设计小型化,应用范围从移动设备延伸至AI、超级计算机和数据中心 [1] - 当前3D-IC使用者主要为垂直整合的大型公司,因其具备全流程设计能力和充足资金支持 [2][4] - 单片SoC面临掩模版限制和良率问题,当芯片尺寸过大时良率下降导致生产不经济 [5] - AI芯片需要更多SRAM但SRAM在5nm节点后停止缩放,3D堆叠可优化缓存层次结构 [6] 技术实现路径 - 3D-IC与PCB缩小的本质区别在于比较基线是单片芯片而非PCB,目标是将单片芯片分解 [4] - HBM成功案例展示将外部组件引入封装的价值,微凸块技术使裸片间通信带宽提升5个数量级 [4] - 不同组件可采用最佳工艺节点,仅将受益部分迁移至新节点,避免全盘重新设计 [6] - 混合键合技术能解决热挑战并提供高连接性/低功耗,但涉及硅片极薄化和精细铜键合 [7] 市场应用与经济性 - 数据中心和AI应用因高性能需求成为3D-IC主要采用者,其他行业仍在等待经济性改善 [7] - 移动客户对3D-IC持观望态度,5nm至2nm节点转换带来的性能提升有限而成本激增 [7] - 采用chiplet设计需多次流片和高额NRE投入,与单片方案相比初期成本门槛更高 [7] 技术瓶颈与创新方向 - HBM仍使用微凸块连接内存,供应商正在开发混合键合方案 [8] - 无PHY架构需晶圆级堆叠实现细粒度互连,但面临背面金属和I/O取出的技术挑战 [8] - 异构堆叠需解决新旧技术节点信号电平差异问题,数字IP集成在旧节点中空间受限 [8] - 芯片重复使用需尺寸匹配否则造成面积浪费,但允许不同制程(如5nm与3nm)组合 [8] 发展前景 - 3D-IC技术目前仍属昂贵选择,主要应用于数据中心AI领域,大众市场普及尚需时日 [9] - 需在接口标准、工具方法等方面取得突破才能超越垂直整合公司的应用范围 [9]