长电科技副总裁陈灵芝谈《芯片成品制造技术发展及其对产业链的影响》：异构集成是当前主流，硅光集成是未来发展

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首先，陈灵芝副总裁分享了关于半导体的应用市场趋势。目前来说，从物联网到万物互联，多个应用领域齐头并进，共同驱动半导体技术的发展，包括大型计算机组、智能机、个人手机、穿戴设备、智能终端等。这类高性能、多功能的的集成驱动封装技术的发展，从单芯片向多芯片集成。xpjesmc

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多芯片趋势的演进从1998年是SIP封装，然后发展到射频模组，到2018年左右是3D集成电路的封装，到了现在最主要的是异构集成封装技术，异构集成封装更多的是Chiplet集成技术。xpjesmc

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之所以现在发展到Chiplet技术，是因为并非所有芯片都需要用到先进的5nm技术，如果把SoC芯片根据需要切割成一颗颗小芯片，成熟制程芯片和先进制程芯片交错使用，可以充分地降低成本。此外，芯片越大良率越低，将大芯片切割为小芯片可以更好地提升良率。xpjesmc

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陈灵芝介绍，长电科技面向Chiplet异构集成应用推出XDFOI系列解决方案，在应用上以及涵盖移动与汽车应用、通信、计算与汽车、人工智能及医疗等应用。xpjesmc

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对于2D的异构集成，可以包括Chip-First和Chip-Last工艺；2.5D异构集成主要用在GPU、CPU的封装；3D封装则是大芯片和小芯片face-to-face的芯片堆叠。xpjesmc

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对于未来的封装技术预测，陈灵芝副总裁表示未来封装技术可能方向是硅光子封装方向。硅光子封装内集成可以改善延迟、提高带宽，同时可以显著降低对功率的需求，使TBps数量级的数据传输成为可能。目前硅光子封装类技术已经出现厂商开始尝试使用，如英特尔在高速光纤收发模组上采用硅光子封装集成。xpjesmc

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无论是2D或是2.5D封装，其目的都是为了解决芯片互联的问题。陈灵芝说道：“随着芯片密度越来越高，我们选择使用Bump技术解决互联问题。”xpjesmc

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不同Pitch下要求不同的Bump互联技术。在45微米间，由于Bump Pitch比较小，在焊接方面不会再使用回流焊工艺，而是会选用LAB和TCB的结构。当Pitch继续减小，甚至达到小于20微米时，如果继续采用该种方式，则很难形成有效的焊接。因此，目前长电研究较多的是Hybrid direct Bonding (HDB)。xpjesmc

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陈灵芝详细介绍了Hybriddirect Bonding（HDB）技术。HDB是指两个表面的分子间结合，当两个物体表面在室温下通过紧密的压合会产生范德华力，再通过高温退火工艺转换成共价键或金属键，从而形成有效结合。以三星为例，三星在对比2.5D与HDB技术中，使用HDB技术的Bond Gap可以减小67%，Bond Pitch可以减小85%，由此带来的好处是带宽提升了300%。xpjesmc

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陈灵芝还介绍了先进半导体成品制造技术对产业链的影响。先进芯片成品制造技术推动产业链的整体发展，包括新材料LCP、新工艺技术硅光子集成及新器件、新设备等不断出现。xpjesmc

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随着对于高频、高速传输性能的需求，正在催生新的半导体封装材料——LCP。LCP是一种液晶高分子材料，在高频、射频甚至微观上表现了非常优异的性能。在2018年左右，苹果推出的iPhone X上使用LCP软板，起到射频连接线的作用。xpjesmc

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相比传统的PI材料，LCP材料表现性能优异。陈灵芝展示了LCP与PI间的对比。从吸水率来看，吸水率LCP为0.04%，PI材料为2.9%，LCP材料具有更高的可靠性；介电常数、节点损耗因子表现都优于PI。因此LCP材料在当前的5G以及未来的无人机驾驶中将得到广泛应用。xpjesmc

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高精度细节距XDFOI技术对于光刻胶材料同样提出新需求。就先有的光刻胶来看，其在用使用中容易形成梯形桥接的问题。为了达到更细节距，长电科技开发了针对HDFO工艺开发的新型光刻胶，使用该化学增强型光刻胶的线路侧壁更为笔直，不容易形成桥接。xpjesmc

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同时，陈灵芝也表示硅光集成封装也在呼唤新的器件及技术的发展。xpjesmc

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