第24届电子封装技术国际会议(ICEPT2023)于近日在新疆召开,来自海内外学术界和产业界超700名专家学者、研究人员、企业人士齐聚一堂,共话先进封装技术创新、学术交流与国际合作。长电科技董事、首席执行长郑力出席会议,发表《高性能先进封装创新推动微系统集成变革》主题演讲。

郑力表示,随着产业发展趋势的演进,微系统集成成为驱动集成电路产业创新的重要动力,而高性能先进封装是微系统集成的关键路径。

微系统集成承载集成电路产品创新

作为全球领先的集成电路制造和技术服务提供商,长电科技多年前就提出从“封测”到“芯片成品制造”的升级,带动行业重新定义封装测试的产业链价值。随着产业的发展,异质异构系统集成为集成电路产业和产品创新提供越来越广空阔的空间。

郑力在演讲中介绍,在戈登·摩尔于1965年提出“摩尔定律”的署名文章中,不仅提出了对晶体管数目指数增长的预测,也预测了可以用小芯片封装组成大系统的集成电路未来技术发展方向。

可以说,基于微系统集成的高性能封装原本就是摩尔定律的重要内容,传统的摩尔定律(晶体管尺寸密度每18个月翻倍)在过去50余年推动了集成电路性能的不断提升。未来集成电路高性能的持续演进更依赖于微系统集成技术从系统层面增加功能并优化性能。

同时,异质异构集成和小芯片(Chiplet)也推动了设计方法的变革,系统/技术协同优化(STCO)将成为未来高性能芯片开发的主要方式。STCO在系统层面对芯片架构进行分割及再集成,以高性能封装为载体,贯穿设计、晶圆制造、封装和系统应用,协同优化芯片产品性能。

高性能先进封装是微系统集成发展的关键路径

微系统集成的主要方法,与微电子互联的三个层次类似,可以理解为片上集成、先进封装、板上集成,而高性能先进封装正好处于中间位置,且其作用越来越大。

郑力介绍,对于高性能先进封装,其主要特征一是基于高带宽互联的高密度集成;二是芯片-封装功能融合。

这其中,Chiplet是以提升性能为主要驱动的高速、高密度、高带宽的高性能先进封装。同时,相比传统芯片设计和晶圆制造以及传统封装,高性能2.5D / 3D封装更加注重架构、Interposer等对多芯片微系统PPA的重要影响,强调在设计和制造中考虑封装结构和工艺,对性能和可靠性的共同影响,和芯片-封装-系统散热的协同设计和验证。

当下随着人工智能、大数据、5G通讯、智能制造等技术发展和加速应用,高性能先进封装在各个领域的作用越来越不可或缺。

例如在高性能计算(HPC)领域,高性能2.5D/3D封装的创新推动了高性能计算芯片的创新:Die-to-Die 2.5D/3D封装以及高密度SiP技术,是逻辑、模拟、射频、功率、光、传感等小芯片的异质集成的重要途径。在这一领域,长电科技已经推出的多维扇出封装集成XDFOI技术平台,覆盖了2D、2.5D和3D等多个封装集成方案并已实现量产。

此外,移动通信终端小型化需求对高密度射频集成提出高要求,高密度SiP模组在5G 射频模组L-PAMiD和毫米波天线集成(AiP)上发挥着关键决定作用。面向这一市场,长电科技已经开始大批量生产面向5G毫米波市场的射频前端模组和AiP模组的产品。

在高性能封装主导的未来,不同应用将对芯片和器件成品提出差异性要求。以应用驱动提供芯片成品制造服务,既可以促进封装技术发展和产业效率提升,还能促进成熟技术反哺更多应用领域,实现更大的价值。