2.5D/3D芯片封裝技術詳解?

?一、技術定義與核心差異?

1. ?2.5D封裝?

• ?結構?：芯片水平排列在硅中介層（Interposer）上，中介層通過TSV（硅通孔）連接底層基板。

• ?關鍵工藝?：中介層制造、微凸點（Microbump）、高密度布線。

• ?典型方案?：臺積電CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）、英特爾的EMIB（嵌入式多芯片互連橋）。

2. ?3D封裝?

• ?結構?：芯片垂直堆疊，直接通過TSV或混合鍵合（Hybrid Bonding）實現層間互連。

• ?關鍵工藝?：超薄晶圓加工、TSV填充、熱管理。

• ?典型方案?：三星的X-Cube、英特爾的Foveros、AMD的3D V-Cache。

?二、產業鏈分析?

1. ?上游?

• ?材料?：硅中介層、ABF薄膜（用于基板）、高純度封裝膠、TSV填充材料。

• ?設備?：光刻機（極紫外光刻）、刻蝕機、電鍍設備、鍵合機。

• ?核心廠商?：信越化學（材料）、ASML（光刻）、應用材料（刻蝕）。

2. ?中游?

• ?設計與制造?：臺積電、三星、英特爾主導先進封裝技術；設計公司如AMD、NVIDIA依賴代工廠封裝能力。

• ?封裝測試?：日月光、長電科技、通富微電提供2.5D/3D封裝服務。

3. ?下游?

• ?應用領域?：AI芯片（如NVIDIA H100）、移動設備（蘋果M系列芯片）、自動駕駛（特斯拉FSD）、高性能計算（HPC）。

?三、現狀與挑戰（2025年）?

1. ?市場現狀?

• ?規模?：全球先進封裝市場規模超800億美元，2.5D/3D占比超40%。

• ?競爭格局?：臺積電CoWoS產能壟斷AI芯片市場；三星加速3D封裝量產；中國長電科技在國產替代中突破。

2. ?技術瓶頸?

• ?熱管理?：3D堆疊導致熱量集中，需液冷或微流體技術。

• ?成本?：2.5D中介層成本占封裝總成本50%以上。

• ?良率?：TSV填充和鍵合工藝良率需提升至99.99%。

3. ?政策與生態?

• 美國限制高端封裝設備出口，中國加速國產設備研發；

• 開源芯片架構（如RISC-V）推動封裝標準化。

?四、應用需求驅動?

1. ?AI與HPC?

• ?需求?：大模型訓練需高帶寬內存（HBM）+ GPU的2.5D集成方案（如NVIDIA DGX系統）。

2. ?移動設備?

• ?需求?：手機SoC追求“面積效率”，蘋果A/M系列芯片采用InFO-PoP封裝。

3. ?汽車電子?

• ?需求?：自動駕駛芯片需3D封裝實現低延遲、高可靠性（如特斯拉HW5.0）。

4. ?數據中心?

• ?需求?：存算一體架構依賴3D堆疊，如CXL協議下的內存擴展方案。

?五、未來趨勢?

1. ?技術融合?：3D封裝與Chiplet（小芯片）結合，實現異構集成。

2. ?材料創新?：玻璃基板替代硅中介層，降低2.5D成本。

3. ?綠色封裝?：低溫鍵合工藝減少能耗，符合碳中和目標。

先進芯片封裝清洗介紹

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·         污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣，通電后發生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。

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