晶圆代工龙头TSMC在先进封装方面的先进布局
如果说以前包装技术被认为是归属于产业链后端流程的技术,现在时代变了。
TSMC在官网引入了3D封装,过去十年计算工作量的发展可能会大于之前四十年云计算,大数据分析,人工智能,神经网络训练,人工智能推理,先进智能手机上的移动计算,甚至自动驾驶汽车,都在将计算推向极限
在这个过程中,包装技术也被推到了创新的前沿,这对产品的性能,功能和成本都有着至关重要的影响因此,封装技术不再是后端工艺的专属,代工巨头纷纷开始进入市场
晶圆代工龙头TSMC在先进封装方面的先进布局
最近几天,由于疫情因素,Hot Chips 33上线TSMC寻路系统集成副总经理余振华主要分享了TSMC的小芯片和3D封装技术
于振华介绍了TSMC 3D Fabric技术平台的细节,其中包括TSMC的前端芯片堆叠SoIC技术和后端先进封装CoWoS和InFO技术。
其实早在2020年,TSMC就表示已经整合了SoIC,InFO,CoWoS等3D IC技术平台,并命名为3D Fabric。
据PPT介绍,SoIC技术包括两种键合方式:CoW和WoW根据互联方式的不同,InFO可以分为InFO—R和InFO—L,CoWoS可分为CoWoS—S,CoWoS—R和cowos—l
于振华认为,包装领域正在发生新的变化,主要包括以下两点:
——小芯片和3D先进封装技术将开启新时代,
—从CMOS到CSYS,可以实现从摩尔到超越摩尔的过渡,
TSMC还更新了3D织物伴随着时间的发展,TSMC的先进封装技术将从InFORMATIOn和CoWoS向SOic InFORMATIOn和SoIC CoWoS转变台积电还推出了包括面向移动AP的InFO_B技术和面向HPC的InFO—R/oS集成技术在内的更新
对于超高性能计算系统,TSMC还提供了两种技术:InFO_SoIS和InFO_SoW而且,这项技术可以用在特斯拉最新的AI芯片上
值得一提的是,InFO_SoW是行业首创的全晶圆异质集成技术,在带宽密度和PDN阻抗方面具有显著优势。
然后是CoWoS—S封装技术该技术已量产十余年,产量高,质量好,可为先进SoC和HBM集成提供友好支持
TSMC预计将在今年晚些时候发布第五代CoWoS—S封装解决方案,与第三代封装解决方案相比,晶体管数量将增加20倍新封装将内插器面积增加3倍,8个HBM2e堆栈,并提供新的TSV解决方案
到第六代时,新封装将具有更大的掩模面积,以集成更多的小芯片和更多的DRAM封装。
随后,于振华介绍了TSMC 3D芯片堆栈——SoIC根据规划,TSMC正在CoW开发N7—on—N7和N5—on—N5,哇,TSMC正在开发深沟槽电容器
此外,TSMC还公布了其SoIC研发进展目前CoW和WoW都是N7/N6工艺,预计明年会实现基于N5的工艺
会上还透露了TSMC芯片互联路线图,预计到2035年实现1m以内的SoIC互联。
在介绍完封装技术后,于振华还介绍了TSMC新的异构集成技术,包括cash热解决方案和硅光集成。
余振华最后总结了以下三点:
1.TSMC的3D FabricTM技术平台将继续扩大封装规模,降低3D堆叠互连密度,从而提升功耗性能。
2.使用3D Fabric集成创新SiPh组件可以进一步提升系统性能,
3.新的微冷却系统——ISMC和DWC也可以解决散热瓶颈,实现更多3D堆叠。
未来可以期待先进的包装
最近几天,中国台湾省工业技术研究院研究总监杨锐预测,未来5年,TSMC将主导芯片制造业,之后3D封装将成为主要技术挑战。
事实上,除了TSMC,英特尔和AMD在这次大会上都提到了3D封装技术此外,另一个行业巨头三星也在加强3D封装技术的部署为什么3D封装技术成为行业巨头的一致选择
近十年来,各种计算工作量发展迅速,但摩尔定律面临失效的风险面对更加多样化的计算应用,为了将更多功能挤进同一个芯片,先进的封装技术成为不断优化芯片性能和成本的关键创新路径
因此,也将带动先进包装市场的繁荣根据Yole Developpement的最新数据,2020年至2026年,先进包装市场的复合年增长率约为7.9%到2025年,市场收入将超过420亿美元,几乎是传统包装市场预期增长率的三倍
其中,3D封装在集成度,性能,功耗等方面更具优势具有更高的设计自由度和更短的开发时间,是最有前途的封装技术之一目前,伴随着高性能计算,人工智能等应用的兴起,以及TSV技术的成熟,可以看到越来越多的CPU,GPU和内存开始采用3D封装
根据Yole和Jiwei Consulting的综合安排,按晶圆数量计算,2019年先进技术封装晶圆约2900万片,到2025年这一数字将增加到4300万片,复合年增长率为7%其中倒装芯片技术占比最高,晶圆数量达到3072万片,3D封装增速最快,CAGR约25%
总结:伴随着行业巨头的涌入和先进的布局,3D高级封装的未来已经逐渐明朗后摩尔时代,先进封装技术的未来值得期待