來源：晶上世界

近日，三星電子宣布其先進封裝（AVP）部門正潛心研發(fā)一項革命性技術——3.3D封裝，該技術整合了三星電子多項先進異構集成技術，能夠以更低成本替代昂貴的“硅中介層”，并預計于2026年第二季度量產(chǎn)。這一新技術概念的披露，預示著先進封裝技術領域的市場競爭格局可能迎來新的變革。

高算力集成封裝技術智能時代戰(zhàn)略高地

在萬物智聯(lián)的新時代，國家間的競爭愈發(fā)聚焦于算力這一核心資源。算力不僅是支撐國家發(fā)展的堅實基石，更是衡量一個國家綜合實力與競爭力的關鍵指標。簡而言之，“算力即國力”已成為新時代的戰(zhàn)略命題。

圖1 Intel芯片算力發(fā)展趨勢

（圖源：華為、羅蘭貝格、國盛證券研究所）

面對日益增長的算力需求，傳統(tǒng)技術路線漸露疲態(tài)，系統(tǒng)層級的集成度提升成為破局的關鍵。正如建筑師追求建筑的高度與美感，科技界也在不斷探索如何將更多的計算單元巧妙地融入方寸之間，以實現(xiàn)算力的飛躍式提升。

晶上系統(tǒng)（System on Wafer,SoW）作為已知集成算力的最高形式，憑借前所未有的集成密度和卓越性能，成為了大算力領域的領航者。封裝技術作為實現(xiàn)高算力集成系統(tǒng)的重要技術，在追求算力最大化的征途上，并未陷入同質(zhì)化競爭的泥潭，而是在系統(tǒng)性能與成本雙輪驅(qū)動下，不斷涌現(xiàn)出創(chuàng)新成果。

圖2：先進封裝技術的迭代

美國對封裝技術的認知升級與布局深化

美國作為芯片科技的引領者，其對先進封裝技術的認知與理解正隨著算力時代的浪潮不斷演進與深化。

在美國與歐洲、日本、韓國、中國臺灣聯(lián)合發(fā)布的國際半導體技術發(fā)展路線圖（ITRS）2021年版本的內(nèi)容中，圍繞封裝技術的發(fā)展指明了封裝互聯(lián)技術、封裝電設計技術、封裝熱設計技術、可靠性與安全技術、可制造性以及材料技術六大發(fā)展方向，雖已展現(xiàn)出對封裝技術多維度的重視，但發(fā)展重點主要聚焦于技術本身。

兩年后，這一認識邊界已被大幅拓展。2023年10月，美國半導體工業(yè)協(xié)會（SIA）聯(lián)合半導體研究聯(lián)盟（SRC）發(fā)布《微電子和先進封裝技術（MAPT）路線圖》，深化了對傳統(tǒng)封裝技術領域的理解，重新定義了先進封裝技術的發(fā)展方向，開創(chuàng)性地引入了芯片封裝架構協(xié)同設計、供電與散熱管理、封裝基板和性能、工藝建模與模型驗證四大技術方向，標志著先進封裝正式成為對高算力集成起關鍵重要性作用的環(huán)節(jié)，其定制化、差異化屬性將伴隨后續(xù)高算力芯片的全生命周期。

圖3 MAPT中先進封裝技術的布局方向

封鎖挑戰(zhàn)下的中國封裝技術破局策略

近十年來，美國在微電子領域竭力維持技術霸權，不斷升級對我國的技術封鎖，以保持壓倒性優(yōu)勢。為此，我國積極尋求在封裝技術領域的突破，以期在芯片工藝制程暫時落后的背景下，開辟出一條自主創(chuàng)新的道路。隨著Chiplet技術的崛起，我國緊跟技術發(fā)展潮流，在此基礎上深化技術布局，力圖通過封裝技術的革新，彌補制程上的不足，加速高算力集成系統(tǒng)的國產(chǎn)化進程。

誠然，Chiplet與先進封裝技術的融合，為我國技術升級提供了寶貴的助力，但是落后的制程意味著我們需要將更大面積的芯片集成于轉(zhuǎn)接板上，隨之而來的則是封裝難度的升級，包括熱管理、電氣設計、良率提升及成本控制在內(nèi)的多重挑戰(zhàn)接踵而至。

圖4 國內(nèi)高集成封裝技術面臨的技術挑戰(zhàn)

因此，Chiplet+先進封裝技術僅可作為我國工藝受限情況下的重要戰(zhàn)略“保底方案”。我們還需構建一套中國特色的晶上集成系統(tǒng)解決方案，精準擊破高算力芯片封裝集成技術領域的“瓶頸”，實現(xiàn)從技術依賴到技術引領的跨越。

為此，我們應將布局的重點聚焦于以下方向：

• 深化高算力芯粒異構集成芯片封裝技術的研究與應用：通過優(yōu)化芯粒間的互連與協(xié)同工作，提升整體系統(tǒng)的算力與效率；
• 構建多物理場耦合仿真驗證平臺：開發(fā)熱學、應力分析、信號完整性（SI）、電源完整性（PI）及多物理場聯(lián)合仿真等綜合仿真工具鏈，全面模擬封裝過程中的復雜物理交互，確保封裝設計的精準性與可靠性；
• 積極探索基于有機介質(zhì)的晶上系統(tǒng)（SoW）封裝技術：利用有機材料的獨特性質(zhì)，提升封裝的靈活性與可靠性。

【近期會議】

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審核編輯 黃宇