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新技術之争!玻璃通孔重新定義封裝基闆,一文看懂産業鍊......

作者:金融财學堂

摘要:銅纜下一個?

技術及成本因素推動晶片産業邁入後摩爾時代,而先進封裝已經為後摩爾時代內建電路技術發展的一條重要路徑。

先進封裝分兩大類型:XY平面延伸及Z軸垂直堆疊。

先進封裝的定義是采用了先進的設計思路和先進的內建工藝,對晶片進行封裝級重構,并且能有效提系統高功能密度的封裝。

①基于XY平面延伸的先進封裝技術,主要通過RDL(ReDistribution Layer,重布線層工藝)進行信号的延伸和互連;

②基于Z軸延伸的先進封裝技術,主要是通過TSV(Through Silicon Via,矽通孔)進行信号延伸和互連。

TSV技術實作Z軸電氣延伸和互連。

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TSV技術

TGV,Through Glass Via,是穿過玻璃基闆的垂直電氣互連。與TSV(Through Silicon Via)相對應,作為一種可能替代矽基闆的材料被認為是下一代三維內建的關鍵技術。

通過TSV技術,可以将多個晶片進行垂直堆疊并互連。

按照內建類型的不同分為2.5D TSV和3D TSV,2.5D TSV指的是位于矽轉接闆(Silicon Inteposer)上的TSV,3D TSV 是指貫穿晶片體之中,連接配接上下層晶片的TSV。

在3D TSV中,晶片互相靠近,是以延遲會更少,且互連長度縮短,能減少相關寄生效應,使器件以更高的頻率運作,進而轉化為性能改進,并更大程度的降低成本。

TSV的尺寸範圍比較大,大超過100um,小的小于1um。随着工藝水準提升,TSV可以越做越小,密度越來越大,目前最先進的工藝,可在1平方毫米矽片上制作10萬~100萬個TSV。

相較矽基轉接闆,玻璃轉接闆優勢顯著。

玻璃轉接闆有6大優勢:低成本、優良的高頻電學特性、大尺寸超薄玻璃襯底易于擷取、工藝流程簡單、機械穩定性強、應用領域廣泛。

TGV工藝流程:成孔/填孔為兩大核心環節,技術難度較高,目前主要有以下方法。

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全球格局

英特爾旗幟鮮明地用玻璃基闆讨伐矽基闆得到了業界對玻璃通孔(TGV)技術及基闆性能的極大興趣和未來憧憬。

今後,英特爾将生産面向資料中心的系統級封裝(SiP),具有數十個小瓦片(tile),功耗可能高達數千瓦,且需要非常密集的Chiplet互連,同時確定整個封裝在生産過程中或使用過程中不會因熱量而彎曲。

國内方面廈門大學電子科學與技術學院于大全教授團隊利用玻璃通孔和原子層沉積工藝制作的一款低損耗、高電容密度的三維電容器。

目前全球TGV市場佔有率高度集中,核心技術、高端産品仍掌握着國外先進企業中。

據News Channel Nebraska Central 2022年資料,美國是最大的玻璃通孔 (TGV) 晶圓市場,擁有約 46% 的市場佔有率。歐洲緊随其後,約占25%的市場佔有率。

在玻璃通孔(TGV)晶圓市場的主要參與者中,康甯保持了排名第一的位置。康甯占據全球TGV晶圓産值市場佔有率的26%。

算上康甯,在加上 LPKF、Samtec、Kiso Micro Co.LTD、Tecnisco等,全球前五名廠商占有率超過70%。

在國産替代以及政策的鼓勵下,國内具有很大的發展空間。

(彙總相關産業鍊企業,非推薦)

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