项目概况 - 位于德克萨斯州奥斯汀的半导体制造厂正在进行改造，目标是成为世界上唯一一家专注于3D异构集成（3DHI）的先进封装厂 [2] - 该晶圆厂是DARPA下一代微电子制造（NGMM）计划的基础设施，致力于通过3D异构集成实现微电子领域的革命性突破 [2] - 项目总投资额为13.92亿美元，其中德克萨斯州政府出资5.52亿美元，DARPA出资8.4亿美元 [3] - 晶圆厂所有设备预计将于2026年第一季度全部安装完毕 [3] 3D异构集成技术优势 - 3D异构集成指的是将由硅和非硅等多种材料制成的芯片堆叠在一起 [2] - 硅上硅堆叠技术带来的性能提升最多只有二维集成技术的30倍，而采用混合材料（如氮化镓、碳化硅）则性能提升可达100倍 [2] - 将两颗或多颗硅芯片堆叠在同一封装内，能使它们像一个集成电路一样协同工作，该技术已应用于一些世界上最先进的处理器 [2] 运营模式与市场定位 - 晶圆厂运营模式为“多品种、小批量”，擅长多种不同产品，但不会大量生产任何单一产品 [5] - 该工厂旨在为初创公司提供原型设计和生产场所，帮助其避开“实验室到工厂的死亡谷” [3] - NGMM计划五年任务完成后，该晶圆厂预计将成为一家自给自足的企业 [3] 技术挑战与解决方案 - 非硅晶圆的尺寸通常不完全相同，且机械性能各异，随温度变化膨胀和收缩的速率也不同，而晶圆厂工作需要以微米级的精度连接芯片 [4] - 解决方案是开发工艺设计套件和封装设计套件，为3D封装和其他先进封装工艺提供规则 [4] - 与高产量硅晶圆代工厂不同，该工厂无法运行大量类似测试晶圆来找出工艺缺陷，因此依靠由Sandbox Semiconductor开发的AI来帮助预测工艺调整的结果 [5] 发展路径与应用示范 - 工厂将通过三个3DHI典范项目来完善技术，分别是相控阵雷达、焦平面阵列红外成像仪和紧凑型功率转换器 [5] - 将这些项目投入生产试点为在更广泛的应用领域实现创新铺平道路 [5] - NGMM为大学提供了研究机会，计划开展新型导热薄膜、微流体冷却技术、复杂封装失效机制等方面的研究 [5]