芯片先进封装的优势

芯片的先进封装是一种超越摩尔定律的重要技术，它可以提供更好的兼容性和更高的连接密度，使得系统集成度的提高不再局限于同一颗芯片。

先进封装的优势主要体现在以下几个方面：

优化连接方式，实现更高密度的集成：通过改进封装技术，可以实现更小、更密集的芯片连接，从而提高系统集成度。

更容易地实现异构集成：先进封装可以在同一个封装内集成不同材料、线宽的半导体芯片和器件，从而充分利用不同种类芯片的性能优势以及成熟制程的成本优势。这种异构集成可以大大提高系统的整体性能。

为芯片的功能拓展增加了可能性：传统封装技术本身对芯片的功能并不会产生实质变化，而先进封装则可以通过集成不同的芯片和器件，为芯片的功能拓展提供更多的可能性。

先进封装技术包括倒装芯片（FlipChip）、晶圆级封装（WLP）、2.5D封装、3D封装等。其中，倒装芯片技术是一种将芯片有源区面对基板的封装方式，通过芯片上呈阵列排列的焊料凸点实现芯片与基板的互联，具有封装面积减小、引线互连长度缩短、引脚数量增加等优点。晶圆级封装技术则是一种在晶圆级别进行封装的技术，可以提高生产效率和降低成本。

总的来说，先进封装技术是芯片制造领域的重要发展方向之一，它可以提高芯片的性能和可靠性，降低成本，为电子产品的进一步发展提供支持。

倒装芯片（FlipChip）

倒装芯片（Flip Chip）也称倒装片，是一种无引脚结构，一般含有电路单元。其设计用于通过适当数量的位于其面上的锡球（导电性粘合剂所覆盖），在电气上和机械上连接于电路。

具体来说，倒装芯片是将集成电路（IC）芯片的有源区面对基板，通过芯片上呈阵列排列的焊料凸点实现芯片与基板的互联，芯片和基板之间的互联仅靠焊料凸点来完成。这种技术可以大大减小封装体积，实现轻、薄、短、小的封装需求，同时可以有效改善芯片的电性能和热性能。

倒装芯片技术是当前微电子封装领域中最先进的封装技术之一，被广泛应用于各种高性能、小尺寸的电子产品中，如智能手机、平板电脑、可穿戴设备等。

晶圆级封装（WLP）

晶圆级封装（WLP，Wafer Level Packaging）是一种先进的封装技术。具体来说，这种技术涉及准备预处理窗口晶圆和预处理电路晶圆，然后在中间载体的原子级光滑的表面上生长金属层。它具有许多优点，包括尺寸小、电性能优良、散热好、成本低等。

由于这些优势，晶圆级封装近年来发展迅速，并被广泛应用于各种高性能、小尺寸的电子产品中

2.5D封装

2.5D封装是一种介于2D和3D之间的先进封装技术。在实现更精细的线路与空间利用方面，2.5D封装展现出了显著的优势。它将多个裸片堆叠或并排放置在具有硅通孔（TSV）的中介层顶部，并利用中介层提供芯片之间的互联。

此外，2.5D封装技术通常应用于高端ASIC、FPGA、GPU和内存立方体等领域。例如，赛灵思曾采用此技术将其大型FPGA划分为四个良率更高的较小芯片，并将这些芯片连接到硅中介层，最终广泛用于高带宽内存（HBM）处理器集成。

值得一提的是，2.5D封装不仅有2D的特点，同时也具备部分3D的特点。其物理结构表现为所有芯片和无源器件均位于XY平面上方，至少有部分芯片和无源器件安装在中介层上。此外，中介层的布线和过孔位于XY平面的上方，而基板的布线和过孔则位于XY平面的下方。

3D封装

3D封装是一种先进的封装技术，它在封装过程中将芯片以立体方式堆叠，从而改变堆叠方式，缩短芯片之间的距离，加快芯片间的连接速度。这种技术被视为提升芯片性能的方法之一。

具体来说，3D封装技术允许不同功能的芯片堆叠在一起，提高了芯片的整合度，减少了电路板上的空间占用，降低了系统的体积和重量。此外，由于芯片之间的距离缩短，信号传输的延迟也相应减少，从而提高了系统的响应速度和性能。

与2.5D封装相比，3D封装在Z轴方向上进行堆叠，进一步提高了封装密度和性能。这种技术在高性能计算、人工智能、数据中心等领域具有广泛的应用前景。

审核编辑：汤梓红