因?yàn)閷I(yè)
所以領(lǐng)先
三維集成技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與核心技術(shù)突破
三維集成技術(shù)(3D IC)作為后摩爾時(shí)代的關(guān)鍵路徑,通過垂直堆疊芯片和硅通孔(TSV)等互連技術(shù),實(shí)現(xiàn)高密度集成、低功耗與高性能。其發(fā)展現(xiàn)狀與核心技術(shù)可概括如下:
1. 技術(shù)分類與核心工藝
· TSV/TGV技術(shù):硅通孔(TSV)和玻璃通孔(TGV)是三維集成的核心互連技術(shù)。TSV通過垂直導(dǎo)電通道連接多層芯片,互連密度可達(dá)數(shù)萬孔/芯片,插損低至-0.35dB@67GHz〔2〕〔5〕。TGV則憑借玻璃基板的熱穩(wěn)定性和低成本優(yōu)勢,在光電器件中逐步應(yīng)用〔2〕。
· 混合鍵合(Hybrid Bonding):英特爾Foveros和臺(tái)積電SoIC技術(shù)采用銅-銅直接鍵合,互連間距從9μm縮小至5μm,帶寬密度提升300倍〔3〕〔8〕。
· 晶圓級堆疊:如武漢新芯的“晶圓堆疊晶圓”(WoW)技術(shù),通過Xtacking架構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)十億垂直互聯(lián)通道的鍵合,應(yīng)用于長江存儲(chǔ)3D NAND閃存〔7〕。
2. 性能優(yōu)勢
· 高帶寬與低延遲:3D堆疊的HBM內(nèi)存帶寬達(dá)傳統(tǒng)DDR5的15倍,AMD MI300通過3D集成CPU/GPU/HBM實(shí)現(xiàn)5TB/s帶寬〔1〕〔8〕。
· 功耗優(yōu)化:短距離互連降低信號(hào)傳輸功耗,臺(tái)積電COUPE光子引擎技術(shù)較電互連功耗降低10倍〔8〕。
· 集成度提升:英特爾Ponte Vecchio集成47顆小芯片,晶體管超1000億個(gè)〔2〕。
核心市場應(yīng)用與驅(qū)動(dòng)因素
三維集成技術(shù)已滲透高性能計(jì)算、消費(fèi)電子、汽車電子等領(lǐng)域,市場規(guī)模從2023年的378億美元預(yù)計(jì)增至2029年的695億美元(CAGR 12.7%)〔1〕〔3〕。
1. AI與高性能計(jì)算(HPC)
· AI芯片:NVIDIA H100、AMD MI300等采用2.5D/3D封裝集成HBM,解決“內(nèi)存墻”問題。3D SoC年復(fù)合增長率達(dá)20.9%,為增速最快的細(xì)分領(lǐng)域〔1〕〔8〕。
· 數(shù)據(jù)中心:臺(tái)積電CoWoS平臺(tái)支撐云服務(wù)器芯片,2024年產(chǎn)能擴(kuò)張兩倍仍供不應(yīng)求〔1〕〔3〕。
2. 消費(fèi)電子與移動(dòng)設(shè)備
· 智能手機(jī):蘋果A系列處理器采用臺(tái)積電InFO扇出封裝,厚度降低30%;三星Galaxy Watch應(yīng)用面板級封裝(PLP),成本減少66%〔1〕〔3〕。
· 3D感測:鈺創(chuàng)3D視覺IC應(yīng)用于AR/VR設(shè)備(如Facebook Oculus)和無人商店,支持20cm-5m距離精準(zhǔn)識(shí)別〔9〕。
3. 汽車電子與存儲(chǔ)
· 自動(dòng)駕駛:日月光EMIB技術(shù)集成10nm CPU與22nm內(nèi)存,滿足ADAS數(shù)據(jù)處理需求〔1〕。
· 3D NAND/DRAM:長江存儲(chǔ)64層3D NAND通過Xtacking技術(shù)實(shí)現(xiàn)高密度存儲(chǔ);三星12層TSV堆疊DRAM用于HBM3,帶寬提升70%〔7〕〔8〕。
未來趨勢與挑戰(zhàn)
1. 技術(shù)方向:
· 3.5D集成:結(jié)合2.5D中介層與3D堆疊,如英特爾Co-EMIB技術(shù)〔3〕。
· 光電共封裝(CPO):硅光子集成降低數(shù)據(jù)中心互連功耗〔3〕〔5〕。
2. 國產(chǎn)化進(jìn)展:
· 長電科技XDFOI技術(shù)支持國產(chǎn)AI芯片封裝;通富微電與AMD合作7nm GPU封測,國產(chǎn)化率逐步提升〔1〕〔2〕。
3. 挑戰(zhàn):
· 熱管理:3D堆疊熱密度高,需微流體冷卻等新技術(shù)(三星研發(fā)中)〔8〕。
· 成本與良率:混合鍵合設(shè)備投資大,僅臺(tái)積電、英特爾等巨頭具備量產(chǎn)能力〔3〕〔8〕。
總結(jié)
三維集成技術(shù)正重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局,其核心驅(qū)動(dòng)力來自AI算力需求與異構(gòu)集成趨勢。未來隨著材料創(chuàng)新(如玻璃基板)和標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一(如UCIe),3D IC將進(jìn)一步拓展至量子計(jì)算、醫(yī)療電子等新興領(lǐng)域〔4〕〔6〕。
三維集成技術(shù)芯片清洗劑介紹:
水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會(huì)作為一個(gè)長期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。
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(huán)境中的濕氣,通電后發(fā)生電化學(xué)遷移,形成樹枝狀結(jié)構(gòu)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(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等,這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。
這么多污染物,到底哪些才是最備受關(guān)注的呢?助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo),從產(chǎn)品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大,嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效,因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗,才能保障電路板的質(zhì)量。
合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。
合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù),滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求,打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位,為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。
推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。
合明科技致力于為SMT電子表面貼裝清洗、功率電子器件清洗及先進(jìn)封裝清洗提供高品質(zhì)、高技術(shù)、高價(jià)值的產(chǎn)品和服務(wù)。合明科技 (13691709838)Unibright 是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的國家高新技術(shù)、專精特新企業(yè),具有二十多年的水基清洗工藝解決方案服務(wù)經(jīng)驗(yàn),掌握電子制程環(huán)保水基清洗核心技術(shù)。水基技術(shù)產(chǎn)品覆蓋從半導(dǎo)體芯片封測到 PCBA 組件終端的清洗應(yīng)用。是IPC-CH-65B CN《清洗指導(dǎo)》標(biāo)準(zhǔn)的單位。合明科技全系列產(chǎn)品均為自主研發(fā),具有深厚的技術(shù)開發(fā)能力,擁有五十多項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、專利,是國內(nèi)為數(shù)不多擁有完整的電子制程清洗產(chǎn)品鏈的公司。合明科技致力成為芯片、電子精密清洗劑的領(lǐng)先者。以國內(nèi)自有品牌,以完善的服務(wù)體系,高效的經(jīng)營管理機(jī)制、雄厚的技術(shù)研發(fā)實(shí)力和產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)勢,為國內(nèi)企業(yè)、機(jī)構(gòu)提供更好的技術(shù)服務(wù)和更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。合明科技的定位不僅是精湛技術(shù)產(chǎn)品的提供商,另外更具價(jià)值的是能為客戶提供可行的材料、工藝、設(shè)備綜合解決方案,為客戶解決各類高端精密電子、芯片封裝制程清洗中的難題,理順工藝,提高良率,成為客戶可靠的幫手。
合明科技憑借精湛的產(chǎn)品技術(shù)水平受邀成為國際電子工業(yè)連接協(xié)會(huì)技術(shù)組主席單位,編寫全球首部中文版《清洗指導(dǎo)》IPC標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)編號(hào):IPC-CH-65B CN)(“Guidelines for Cleaning of Printed Boards and Assemblies”),IPC標(biāo)準(zhǔn)是全球電子行業(yè)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn),是集成電路材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟會(huì)員成員。
主營產(chǎn)品包括:集成電路與先進(jìn)封裝清洗材料、電子焊接助焊劑、電子環(huán)保清洗設(shè)備、電子輔料等。
半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用節(jié)點(diǎn):FlipChip ;2D/2.5D/3D堆疊集成;COB綁定前清洗;晶圓級封裝;高密度SIP焊后清洗;功率電子清洗。