芯片封装技术是半导体制造过程中的关键环节，它不仅影响芯片的性能、可靠性和成本，还决定了芯片在各种应用中的适用性。随着科技的不断发展，芯片封装技术也在不断演进，从传统的封装方法发展到如今的先进封装技术，实现了更高的集成度、更好的性能和更低的功耗。蛇叔写下本文有三重意义：一、为感兴趣的朋友消除知识盲区，提供关于“先进封装”基本科普资料。二、借此展示AI辅助学习的的效果，作为工程学出身的“门外汉”蛇叔通过提问与记录，快速在AI工具的辅助下获取到如下知识。希望借此抛砖引玉，对充满求知欲的朋友提供一个快速学习的思路。三、希望借本文唤起读者支持国产芯片的热情。
本文偏长，对专业知识不感兴趣的朋友，也可以收藏点赞后直接转到最后看红色字体的结论。蛇叔所列专业知识，仅供对于芯片产业抱有浓厚兴趣的朋友进行基本科普，真正希望得到各位传播的是文末的结论。
第一部分、芯片封装技术的流程
芯片封装过程是一个多步骤的复杂流程，包括从最初的基板供应到最终的产品测试和发货。
基板供应（Substrate supply）基板是芯片封装的基础，常见的基板材料包括层压板（laminate）、陶瓷（ceramic）和引线框架（leadframe）等。这些基板材料为后续的芯片制造和封装提供了物理支撑和电气连接的基础。
2. 微机电系统（MEMS）制造前端（MEMS manufacturing "Front - end"）和专用集成电路（ASIC）制造
MEMS制造前端涉及在晶圆上通过光刻、蚀刻等工艺形成微机电结构。而ASIC制造则是在晶圆上通过类似的工艺形成集成电路。这两个过程是芯片制造的基础，决定了芯片的功能和性能。
3. MEMS晶圆级封装（MEMS Wafer - Level - Packaging）
晶圆级封装包括晶圆切割、硅通孔（TSV）、再分布层（RDL）和凸点等工艺。这种封装方式在晶圆层面上对芯片进行保护和连接，提高了封装效率和可靠性。
4. 晶圆减薄与切割（Wafer thinning & dicing）
将晶圆减薄到合适的厚度，并切割成单个芯片。晶圆减薄有助于降低芯片的高度，而切割则是将晶圆上的芯片分离出来，以便后续的封装操作。
5 晶圆测试与检查（Wafer test & inspection）
对封装后的晶圆进行全面的测试和检查，确保晶圆上的芯片功能正常。这一步骤使用专业的测试设备，通过电气测试和光学检查等方法，检测芯片是否存在缺陷。
6. 芯片检查、测试与分类（Die inspection, testing & sorting）
对切割后的芯片进行详细的检查、测试，并根据测试结果进行分类。这一步骤确保只有合格的芯片进入后续的封装流程，提高了产品的整体质量。
7. 芯片贴装（Die attach dispensing）
通过喷射、针头等方式将芯片粘贴到基板上。芯片贴装的质量直接影响芯片与基板之间的连接可靠性和电气性能。
8. 芯片拾取、翻转与放置（Die pick, (flip) & place）
从晶圆上拾取芯片，可能进行翻转操作，然后放置到基板上。这一过程需要高精度的设备，以确保芯片的准确放置。
9. 芯片互连（Interconnection）
通过引线键合（wire - bonding）或倒装芯片（flip - chip）技术实现芯片与基板之间的电气连接。这一步骤决定了芯片的电气性能和信号传输速度。
10. 封装与成型（Encapsulation / Molding）
通过覆盖、成型、金属密封等技术对芯片进行封装保护。封装材料可以防止芯片受到外界环境的影响，如湿气、灰尘和机械损伤。
11. 基板切割（Substrate singulation）
将带有多个芯片的基板切割成单个封装单元。这一步骤确保每个封装单元都包含一个完整的芯片。
12. 最终测试与校准（Final test & calibration）
对封装后的芯片进行最终测试和校准，确保其性能符合要求。这一步骤是保证产品质量的最后一道关卡，通过全面的测试确保芯片在实际应用中的可靠性。
13. 发货（Shipping）
封装好的芯片经过质量检验后，准备发货给客户，进入市场应用。
第二部分、AMD的先进封装技术
AMD在芯片封装技术方面一直处于行业领先地位，其封装技术的发展历程体现了芯片封装技术的不断创新。
AMD封装技术发展路径
1. 2015年 - 2.5D HBM（2.5D High - Bandwidth Memory）
AMD在2015年推出了2.5D HBM技术。这种技术将高带宽内存（HBM）集成到芯片中，通过在芯片和内存之间建立高速的垂直连接，显著提高了数据传输带宽。图示中可以看到芯片模块内部有多个绿色方块，表示HBM，这种设计使得芯片在处理大数据时能够快速地访问内存，提升了整体性能。
2.2017年 - 多芯片模块（Multichip Module）
2017年，AMD推出了多芯片模块技术。这种技术将多个芯片堆叠在一起，通过优化芯片间的连接和布局，实现了更高的集成度和性能。图示中可以看到多个芯片紧密地堆叠在一起，这种设计有助于减少芯片间的信号延迟，提高系统的整体性能。
3. 2019年 - 小芯片（Chiplets）
2019年，AMD推出了小芯片架构。这种架构将一个大芯片分解成多个小芯片（chiplets），每个小芯片可以独立制造和优化，然后通过先进的封装技术连接在一起。图示中可以看到多个小型芯片排列在一起，这种设计提高了芯片制造的良率，降低了成本，同时也便于针对不同应用进行定制化设计。
4.未来 - ‘X3D’封装（‘X3D’ PACKAGING (Hybrid 2.5 & 3D)）
AMD未来的发展方向是‘X3D’封装技术，这种技术结合了2.5D和3D封装技术。通过在垂直和水平方向上实现更紧密的芯片集成，预计将带来更高的性能。图示中可以看到一个复杂的3D封装结构，多个芯片在垂直方向上堆叠，这种设计将进一步提升芯片的性能和功能密度。
第三部分、英特尔的先进封装技术
英特尔也在先进封装技术领域取得了显著进展，其主要的先进封装技术包括EMIB、Foveros和Co - EMIB。EMIB技术通过嵌入多芯片互连桥接器实现高性能的芯片间通信；Foveros技术实现不同功能的芯片垂直堆叠；Co-EMIB技术进一步提高了芯片间的连接密度和性能。下面我们来详细看看inter'的三种封装技术。
inter芯片封装技术发展路线
1. EMIB（Embedded Multi - die Interconnect Bridge）
EMIB技术通过在芯片之间嵌入多芯片互连桥接器来实现高性能的芯片间通信。在示意图中，可以看到四个方形芯片通过桥接器连接在一起。这种技术能够在不增加芯片尺寸的情况下，实现芯片间的高速数据传输，适用于对性能和尺寸有严格要求的应用。
2.Foveros
Foveros是一种3D堆叠技术，能够实现不同功能的芯片垂直堆叠。示意图中显示一个较大的方形芯片，其表面有多个小芯片堆叠在其上，形成一个三维结构。这种技术可以将不同工艺节点和功能的芯片集成在一起，例如将高性能的逻辑芯片与低功耗的存储芯片堆叠，实现性能和功耗的优化。
3.Co - EMIB
Co - EMIB是EMIB技术的扩展，能够实现更高密度的芯片间连接。示意图中可以看到一个方形芯片，其表面有复杂的互连结构。这种技术在EMIB的基础上进一步提高了芯片间的连接密度和性能，适用于对数据传输带宽和速度要求极高的应用。
第四部分、集成光电子系统中的封装技术应用
在集成光电子系统中，芯片封装技术面临着新的挑战和机遇。主要组件包括系统LSI、图像传感器、模拟/数字集成电路、硅中介层等。技术挑战包括光信号与电信号的高效转换和传输、散热、信号干扰等。创新解决方案如通过VCSEL产生激光信号，光波导进行传输，光电探测器进行转换等。
未来集成光电子系统的封装技术应用示意图
1. 主要组件与功能
System LSI（系统级集成电路） ：位于系统的核心，负责处理和协调各个子系统的运作，是整个系统的控制中心。
Image Sensor（图像传感器）：用于捕捉图像数据，在光电子系统中起到视觉感知的作用。
Analog/Digital LSI（模拟/数字集成电路）：处理从图像传感器获取的模拟和数字信号，实现信号的转换和处理。
Si Interposer（硅中介层）：起到连接和信号传输的作用，帮助不同芯片之间进行通信，提高系统的集成度。
RF IC（射频集成电路）：处理射频信号，可能用于无线通信或其他射频相关功能，实现系统的无线连接。
3D Processor（三维处理器）：用于处理三维数据或进行复杂的计算任务，提升系统的计算能力。
Acceleration Sensor（加速度传感器）：检测系统的加速度，用于姿态控制或运动检测，实现系统的运动感知。
3D Memory（三维存储器）：用于存储大量的数据，其三维结构有助于提高存储密度，满足系统对大容量存储的需求。
Microfluidic Channel（微流体通道）：可能用于散热或其他微流体相关的功能，确保系统在高负载下的稳定运行。
Micro - mirror（微镜）：用于光学控制或反射光线，在光信号处理中起到重要作用。
Off - chip Optical Signal（片外光信号）：用于与外部光信号进行交互，实现系统与外部光设备的连接。
Optical Signal（光信号）：代表光信号的传输路径，是光电子系统中光通信的基础。
Optical Waveguide（光波导）：用于引导光信号在系统内的传输，确保光信号的高效传播。
TSV（硅通孔）：用于垂直方向的电信号传输，连接不同层的芯片，提高系统的集成度和信号传输速度。
VCSEL（垂直腔面发射激光器）：用于产生激光信号，可能用于光通信或其他光学应用，是光信号产生的关键组件。
PD（光电探测器）：用于检测光信号，将光信号转换为电信号，实现光 - 电信号的转换。
Micro - bump（微凸点）：用于芯片之间的物理连接和电信号传输，确保芯片间的可靠连接。
技术挑战与创新在集成光电子系统中，芯片封装需要解决光信号与电信号的高效转换和传输问题。例如，通过VCSEL产生激光信号，然后通过光波导进行传输，最后由光电探测器将光信号转换为电信号进行处理。同时，还需要解决散热、信号干扰等问题，确保系统的稳定运行。
第五部分、关于华为 Mate 70 系列所用芯片的封装分析
华为 Mate 70 系列中，标准版搭载麒麟 9010 处理器，Pro/Pro+/RS 版本搭载麒麟 9020 处理器。目前虽没有公开的确切关于麒麟 9010 和 9020 封装技术的详细信息，但可以基于已知情况进行一些分析和推测：
麒麟 9010/9020处理器可能采用的封装技术类型：
系统级封装（SiP）：从麒麟 9020 集成了 5G-asoc 及卫星通信模块等多模块功能来看，很可能采用了系统级封装技术。这种技术能将不同功能的芯片、元器件等集成在一个封装体内，实现多种功能的高度集成，有助于减小芯片整体尺寸，提高系统性能和可靠性，满足手机对于空间和功能集成的高要求。
倒装芯片封装：考虑到要提高芯片的性能和集成度，倒装芯片封装技术可能会被应用。它可以缩短芯片内部电路连接的长度，减少信号传输延迟，提高芯片的运行速度和电气性能，同时也有利于提高芯片的散热性能。
多芯片堆叠封装：有消息称华为芯片堆叠技术不断取得显著进展，通过先进的封装技术将多个芯片集成在一起，实现了更高的性能和更低的功耗。所以麒麟 9020 等芯片可能运用了多芯片堆叠封装技术，把不同功能的芯片如 CPU、GPU、NPU 等芯片堆叠起来，在有限的空间内实现更强大的功能和更高的性能。
封装技术的优势体现：
性能提升：通过上述可能的封装技术，麒麟 9020 相比上一代在性能上有了明显提升。例如，其安兔兔跑分为 125 万，比麒麟 9010 提升了 30%，在 CPU 性能、重载游戏、NPU 算力、能效等方面都表现更优。多芯片堆叠和倒装芯片等封装方式缩短了信号传输路径，提高了数据处理速度，而系统级封装实现了各功能模块的高效协同工作，共同提升了芯片的整体性能。
尺寸与集成度优化：麒麟 9020 芯片尺寸增大了 15% 达到 136.6mm²，这为容纳更多的晶体管和优化电路布局提供了空间，而封装技术的进步使得在增大尺寸的同时，能够更好地实现各功能模块的集成，在有限的手机内部空间中实现更多功能。
功耗控制：先进的封装技术有助于优化芯片的散热性能和电源管理，例如倒装芯片封装的散热优势以及系统级封装中对各模块电源管理的整合优化，使得麒麟 9020 在性能提升的同时，也能较好地控制功耗，提高了能效比。
结束语：
芯片封装技术从传统的封装方法发展到如今的先进封装技术，经历了巨大的变革。AMD和英特尔在先进封装技术方面的创新，如AMD的2.5D HBM、多芯片模块、小芯片和未来的‘X3D’封装技术，以及英特尔的EMIB、Foveros和Co - EMIB技术，都展示了芯片封装技术在提高性能、降低功耗和增加集成度方面的巨大潜力。同时，在集成光电子系统中，芯片封装技术结合了光学和电子技术，为实现高性能的系统集成提供了新的解决方案。
介于本文文字内容与专业术语较多，对上述内容看了头大的朋友可以直接来看我们的结论：在“摩尔定律”逐渐失效、我国芯片产业受到外部限制的情况下，研究和发展先进制程在是一种合理且高效的方法。这不仅可以提升我国芯片产业的技术水平和市场竞争力，还可以促进产业升级转型和满足市场需求。在实施过程中研发投入与回报、产业链协同以及国际合作与竞争等因素，也是我们不得不靠财力、勇气和耐心去面对的问题。
在mate70出来之前，蛇叔本人也并不相信靠封装技术可以弥补制程工艺上的短板，直到麒麟9020以7nm工艺，在性能和功耗上实现对5nm工艺产品的“双杀”。有耐心读到这里的朋友，相信已经能够猜到，蛇叔为何要堆叠如此多字数来讲述“芯片封装”这个话题？
国产芯片的突围与发展，需要我们这些消费者的支持，在这上面花费的每一元钱，都会变成一颗颗子弹打向我们的“敌人”，就如同70多年前“抗美援朝”时期，来自祖国大陆各个角落的捐款，变成了飞机、大炮、子弹，将不可一世的美军牢牢的钉死在三八线以南。为此自愿捐款的人群中有为此散尽家产的常香玉、梅兰芳等艺人，也有还在上学的孩童。而今时今日的我们，选择国产所付出的代价一定比他（她）们更小，能取得的成果一定比当时更大。今天不支持国产？难道支持小偷么？今天不自立自强，难道和下图中的华人妇女一样千辛万苦跑到国外去对人下跪么？
截图来自一网友提供的美国警方执法记录画面
最后，感谢朋友们在本文上消耗的时间与精力，您的支持是我继续创作的动力。本文是披着“科普文”的外壳夹带私货的情绪文，各位朋友见笑。
