文/互联鱼
芯片产业备受关注以来,芯片封装被业界大佬们视为后摩尔时代下的明日之星,如今有专家放话了,玻璃基板被取代2.5D芯片封装成为新的主角。
根据媒体报道,近期美国佐治亚理工学院一位教授直接点名道姓表示,玻璃基板是冲着AI和服务器芯片这些高端市场的蛋糕去的,并且这玻璃基板一旦商业化,现有的那些高级封装技术,比如说台积电的2.5D芯片封装,都得紧张起来,地位怕是要动摇了。
因为2.5D芯片封装也是台积电的看家本领,英伟达的A100、H100,还有英特尔的Gaudi,都是用这技术做出来的。
这玻璃基板有啥特别的?它的核心是用树脂玻璃做的,这玩意儿在表面处理和芯片对准上更有一套,均匀性、稳定性都上了一个台阶。关键是它还能支持更大的尺寸的封装基板,这意味着能塞进更多的芯片,这可是大大的提升了集成度,是个大卖点。
据悉,要比台积电在同一场合展示的封装技术多装了3.7倍的芯片,现在英特尔、三星电机等等不少巨头已经开始布局这玻璃基板技术,台积电正面临封装技术被取代的的威胁。
毕竟台积电在芯片代工领域能够做到首屈一指般的存在,离不开其芯片封装技术。尽管封装作为芯片制造流程中的最后一道工序,同样扮演着举足轻重的角色。
我们把时间拨回到上世纪80年代,那时的台积电刚刚成立不久,还处于芯片制造的起步阶段。那时的芯片封装技术,被几家国际大厂牢牢掌握,垄断了市场。
但台积电的一位资深工程师曾这样说道,“封装技术并不是孤立的,它与芯片设计、制造等多个环节紧密相连。”为了在封装技术上取得突破,台积电首先从人才入手,他们引进了一批具有丰富经验的封装专家,通过不断实践与探索,台积电逐渐掌握了芯片封装的基本原理和方法。
不过掌握基本原理只是第一步,要想真正达到国际先进水平,还需要在细节上下足功夫。我们知道,芯片封装的主要目的是保护芯片免受外界环境的影响,同时确保其电气连接的可靠性。这就要求封装材料、结构设计和工艺方法都要达到极高的标准。
以封装材料为例,早期的芯片封装多采用塑料材料,这种材料虽然成本低廉,但在耐高温、抗冲击等方面的性能却大打折扣。
为了解决这一问题,台积电联合材料供应商,共同研发了一种新型陶瓷封装材料。这种材料不仅具有优异的耐高温性能,还能有效抵抗外界的冲击和振动,从而大大提高了芯片的使用寿命和稳定性。
在结构设计上,台积电同样展现出了极高的创新能力。传统的芯片封装多采用针脚式结构,这种结构虽然简单,但在连接密度和信号传输速度上却存在明显瓶颈。
针对这一问题,台积电大胆采用了球栅阵列(BGA)封装技术。这种技术通过将焊球直接焊接在芯片上,实现了更高的连接密度和更快的信号传输速度。同时,BGA封装还具有良好的散热性能,进一步提升了芯片的工作效率。
当然了,任何技术的进步都离不开工艺方法的革新。在芯片封装过程中,焊接是一道关键工序。传统的焊接方法由于热影响区比较大,容易导致芯片损坏或性能下降。
为了克服这一难题,台积电引进了先进的激光焊接技术。这种技术通过聚焦激光束对焊点进行局部加热,既保证了焊接质量,又避免了芯片因受热过度而受损。
经过多年的努力,台积电的芯片封装技术不仅在材料、结构和工艺方法上实现了全面升级,还在一些前沿技术领域进行了积极探索。例如,在3D封装领域,台积电通过堆叠多个芯片的方式,实现了更高的集成度和更强大的计算能力;
在系统级封装领域,他们则通过整合不同功能的芯片,打造出了功能丰富、体积小巧的系统级产品。这些成绩的取得,离不开台积电对技术研发的持续投入和创新精神的培养。
据统计,台积电每年在研发上的投入占营收的比例始终保持在10%左右,这一数字在全球半导体行业中名列前茅。同时,他们还积极与国内外的合作伙伴开展技术交流和合作,共同推动芯片封装技术的进步。
如今,台积电的芯片封装技术已经走在了世界前列。截至2024年,互联鱼注意到,台积电累计申请的专利数量已超过5万项,其中封装技术相关的专利占据了相当一部分。
正是因为如此,专家称2.5D芯片封装技术将被取代,台积电正面临威胁。对此您有什么想说的,记得分享,写下您的观点!