先進(jìn)封裝之 - 3D封裝

電子集成技術(shù)分為三個(gè)層次，芯片上的集成，封裝內(nèi)的集成，PCB板級(jí)集成，其代表技術(shù)分別為SoC，SiP和PCB（也可以稱為SoP或者SoB）

芯片上的集成主要以2D為主，晶體管以平鋪的形式集成于晶圓平面；同樣，PCB上的集成也是以2D為主，電子元器件平鋪安裝在PCB表面，因此，二者都屬于2D集成。而針對(duì)于封裝內(nèi)的集成，情況就要復(fù)雜的多。

電子集成技術(shù)分類的兩個(gè)重要判據(jù)：1.物理結(jié)構(gòu)，2.電氣連接(電氣互連)。

目前先進(jìn)封裝中按照主流可分為2D封裝、2.5D封裝、3D封裝三種類型。今天小編給大家?guī)?lái)的是3D封裝，希望能對(duì)大家有所幫助！

3D封裝：

3D封裝和2.5D封裝的主要區(qū)別在于：2.5D封裝是在Interposer上進(jìn)行布線和打孔，而3D封裝是直接在芯片上打孔和布線，電氣連接上下層芯片。3D集成目前在很大程度上特指通過(guò)3D TSV的集成。

3D集成和2.5D集成的主要區(qū)別在于：2.5D集成是在中介層Interposer上進(jìn)行布線和打孔，而3D集成是直接在芯片上打孔（TSV）和布線（RDL），電氣連接上下層芯片。

物理結(jié)構(gòu)：所有芯片和無(wú)源器件均位于XY平面上方，芯片堆疊在一起，在XY平面的上方有穿過(guò)芯片的TSV，在XY平面的下方有基板的布線和過(guò)孔。

電氣連接：通過(guò)TSV和RDL將芯片直接電氣連接

3D集成大多數(shù)應(yīng)用在同類芯片堆疊中，多個(gè)相同的芯片垂直堆疊在一起，通過(guò)穿過(guò)芯片堆疊的TSV互連，如下圖所示。同類芯片集成大多應(yīng)用在存儲(chǔ)器集成中，例如DRAM Stack，F(xiàn)LASH Stack等。

同類芯片的3D集成示意圖：

不同類芯片的3D集成中，一般是將兩種不同的芯片垂直堆疊，并通過(guò)TSV電氣連接在一起，并和下方的基板互連，有時(shí)候需要在芯片表面制作RDL來(lái)連接上下層的TSV。

臺(tái)積電的SoIC技術(shù)：

臺(tái)積電SoIC技術(shù)屬于3D封裝，是一種晶圓對(duì)晶圓(Wafer-on-wafer)的鍵合技術(shù)。SoIC技術(shù)是采用TSV技術(shù)，可以達(dá)到無(wú)凸起的鍵合結(jié)構(gòu)，把很多不同性質(zhì)的臨近芯片整合在一起，而且當(dāng)中最關(guān)鍵、最神秘之處，就在于接合的材料，號(hào)稱是價(jià)值高達(dá)十億美元的機(jī)密材料。

SoIC技術(shù)將同質(zhì)和異質(zhì)小芯片集成到單個(gè)類似SoC的芯片中，具有更小尺寸和更薄的外形，可以整體集成到先進(jìn)的WLSI（又名CoWoS和InFO）中。從外觀上看，新集成的芯片就像一個(gè)通用的SoC芯片，但嵌入了所需的異構(gòu)集成功能。

英特爾的Foveros技術(shù)：

從3D Foveros的結(jié)構(gòu)上看，最下邊是封裝基底，之上安放一個(gè)底層芯片，起到主動(dòng)中介層的作用。在中介層里有大量的TSV 3D硅穿孔，負(fù)責(zé)聯(lián)通上下的焊料凸起，讓上層芯片和模塊與系統(tǒng)其他部分通信。

三星的X-Cube 3D封裝技術(shù)：

使用TSV工藝，目前三星的X-Cube測(cè)試芯片已經(jīng)能夠做到將SRAM層堆疊在邏輯層之上，通過(guò)TSV進(jìn)行互聯(lián)，制程是他們自家的7nm EUV工藝。

長(zhǎng)電科技的擴(kuò)展eWLB：

長(zhǎng)電科技基于eWLB的中介層可在成熟的低損耗封裝結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)高密度互連，提供更高效的散熱和更快的處理速度。3D eWLB互連（包括硅分割）是通過(guò)獨(dú)特的面對(duì)面鍵合方式實(shí)現(xiàn)，無(wú)需成本更高的TSV互連，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)高帶寬的3D集成。

華天科技的3D-eSinC解決方案：

華天科技稱，2022年將開(kāi)展2.5D Interpose FCBGA、FOFCBGA、3D FOSiP等先進(jìn)封裝技術(shù)，以及基于TCB工藝的3D Memory封裝技術(shù)，Double Sidemolding射頻封裝技術(shù)、車(chē)載激光雷達(dá)及車(chē)規(guī)級(jí)12英寸晶圓級(jí)封裝等技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)。

4D 集成：

物理結(jié)構(gòu)：多塊基板以非平行方式安裝，每塊基板上都安裝有元器件，元器件安裝方式多樣化。電氣連接：基板之間通過(guò)柔性電路或者焊接連接，基板上芯片電氣連接多樣化。

基于剛?cè)峄宓?D集成示意圖：

4D集成定義主要是關(guān)于多塊基板的方位和相互連接方式，因此在4D集成也會(huì)包含有2D，2D+，2.5D，3D的集成方式

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