《電子技術(shù)應(yīng)用》
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芯片制造過程分為三個主要環(huán)節(jié),,分別是設(shè)計,、制造,、封測

2022-08-26
來源:潛力變實(shí)力
關(guān)鍵詞: 芯片制造 設(shè)計 制造 封測

眾所周知,,制造" target="_blank">芯片制造過程分為三個主要環(huán)節(jié),,分別是設(shè)計、制造,、封測,。以前的芯片企業(yè)大多是能夠設(shè)計、制造,、封測一條龍全部搞定,,比如intel、德州儀器等,,稱之為IDM企業(yè),。后來臺積電崛起,只負(fù)責(zé)制造這一環(huán)節(jié),,將IDM形式分拆開后,,于是后來慢慢就形成了設(shè)計、制造,、封測這么三大環(huán)節(jié),很多企業(yè)只負(fù)責(zé)其中一個環(huán)節(jié),,IDM企業(yè)越來越少,。

不得不說,這種大家專注于某一個環(huán)節(jié)的方式,,極大的促進(jìn)了全球的分工合作,,也極大的推動了芯片技術(shù)的向前發(fā)展,畢竟只負(fù)責(zé)一個環(huán)節(jié),更精更專,,比IDM企業(yè)更有優(yōu)勢,。

所以我們看到臺積電的工藝超過intel,日月光的封測技術(shù)全球第一,,設(shè)計方面更是高通,、蘋果、華為等崛起,,超過傳統(tǒng)的IDM企業(yè),。

而在設(shè)計、制造,、封測這三個環(huán)節(jié)上面,,中國大陸除了在制造上落后很多之外,在設(shè)計,、封測上還是基本達(dá)到全球頂尖水平的,。

比如設(shè)計,華為海思與蘋果,、高通等同步進(jìn)入5nm,,還有一些礦機(jī)公司,設(shè)計能力也是一直處于世界頂尖水平,,近日傳出三星3nm工藝下,,中國大陸企業(yè)就是首批客戶,很明顯,,設(shè)計是不差的,。

而封測也不差的,大陸有三大封測巨頭,,分別是長電科技,、通富微電、天水華天,,這三大封測企業(yè)在全球排在第3,、5、6名,。

相信不少人都知道,,我國已經(jīng)成功突破4nm封裝工藝,但是很多人卻高興不起來,,這到底是為什么呢?按理說4nm封裝工藝這幾乎是國際頂級水平,,為什么他們卻高興不起來呢。

其實(shí)那就是封裝技術(shù)只是芯片制造的其中一個環(huán)節(jié)而已,,他們認(rèn)為只是突破某個環(huán)節(jié)的技術(shù),,對于我們來說是沒有多大的作用,因?yàn)檫@也無法幫助我們打造出更高端的芯片,但是事實(shí)上今時已經(jīng)不同往日,,由于某些原因,,封裝工藝已經(jīng)成為芯片行業(yè)的核心技術(shù),同時中國突破4nm封裝工藝,,我認(rèn)為這也勢必能幫助我們改變國內(nèi)芯片行業(yè)現(xiàn)狀,,那么今天我們就來了解一下國內(nèi)的芯片封裝工藝和國內(nèi)芯片現(xiàn)狀,看看中國突破4nm封裝工藝,,最終能否改變國內(nèi)芯片行業(yè)現(xiàn)狀呢?

芯片封裝技術(shù)變得越來越重要了,,芯片如果不進(jìn)行封裝那是不能直接使用的,以前可能只靠簡單的包裝就可以了,,

但是現(xiàn)在隨著科技的不斷發(fā)展,,芯片封裝的技術(shù)也變得越來越復(fù)雜,封裝技術(shù)的水平,,甚至可以直接決定是否能做到1+1大于2的作用,,早期只是把芯片包裝起來,制造工藝也非常的簡單,,現(xiàn)在則不同了,,對于某些領(lǐng)域封裝的成本甚至?xí)^芯片本身,這也讓芯片封裝技術(shù)成為了芯片制造最為重要的一環(huán),,由于芯片性能的不斷提升,,早期的芯片封裝技術(shù)早已經(jīng)不符合市場需求,那么現(xiàn)在我們究竟是怎么做的呢?其實(shí)現(xiàn)在已經(jīng)演變出不同的封裝技術(shù),,那就是從單芯片封裝到多芯片封裝,,再到系統(tǒng)級芯片封裝,我國封裝技術(shù)也早已達(dá)到了國際領(lǐng)先水平,,那么這究竟是否能改變國內(nèi)芯片行業(yè)現(xiàn)狀呢,。

當(dāng)前國內(nèi)芯片現(xiàn)狀,那就是缺少制造高端芯片的光刻機(jī),,沒有荷蘭阿斯麥公司提供的EUV光刻機(jī),,哪怕是華為和中芯國際,也是無法制造高端芯片,,

以前我們可以通過找臺積電代工,,從而打造屬于我們國人的高端芯片,然而受到美國的限制和打壓,,現(xiàn)在不僅是華為不能找臺積電代工,,包括中芯國際也無法采購EUV光刻機(jī),這也讓我們在這一領(lǐng)域被徹底卡住脖子,,不過我認(rèn)為中國突破4nm封裝工藝,,這也意味著我們將繞過光刻機(jī),并且打造出屬于我們的高端芯片,,也許有人會說沒有先進(jìn)的光刻機(jī),,連高端芯片都生產(chǎn)不出來,那么我們怎么通過封裝技術(shù)打造高端芯片呢?甚至有人會說只談封裝技術(shù),,不談設(shè)計與制造那就是純屬吸引眼球獲取流量,,然而事實(shí)上封裝技術(shù)已然成為了突破半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵。為什么要這么說呢?

近期中國芯片企業(yè)在4nm封裝技術(shù)上的突破,,讓各方議論紛紛,,認(rèn)為最關(guān)鍵的還是芯片制造工藝的突破,4nm封裝技術(shù)的突破沒有太大意義,,顯然這是一個錯誤的看法,,對于中國芯片制造來說這是一條由易及難的捷徑,最終實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈突破,。

封裝技術(shù)其實(shí)也是芯片制造的一個重要環(huán)節(jié),,它需要將芯片從一整片晶圓中挑選出合格的芯片,然后再將這些芯片與外部電路連接起來,,這樣芯片才能正常工作,,然而如隨著工藝的提升,晶體管越來越小,,晶圓的導(dǎo)線間距也越小,,其技術(shù)難度也是越來越大。

國產(chǎn)的4nm芯片封裝技術(shù)還是一項(xiàng)多維異構(gòu)芯片封裝技術(shù),,即是將多種類型的芯片封裝在一起,,如此更考驗(yàn)封裝企業(yè)的技術(shù),封裝企業(yè)需要熟悉不同芯片的構(gòu)造,,了解不同芯片的電氣性能,,在準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)不同芯片的互聯(lián)互通同時確保兼容性,這更是一項(xiàng)高難度的技術(shù),。

芯片封裝還是向先進(jìn)工藝發(fā)展的途徑之一,,中國臺灣的芯片產(chǎn)業(yè)如今已居于全球頂尖水平,然而早年它們也是從封裝技術(shù)開始,,通過接收美國芯片的封裝業(yè)務(wù)外包,,逐漸了解芯片的構(gòu)造,積累技術(shù)和人才,,然后再進(jìn)入芯片制造,。

封裝已成為芯片產(chǎn)業(yè)鏈的一大產(chǎn)業(yè),全球前十大封裝企業(yè)中有九家位居亞洲,,中國大陸和中國臺灣更是占據(jù)了其中的大多數(shù),,如今美國芯片行業(yè)也已認(rèn)識到封裝技術(shù)的重要性,,正計劃重新拾起封裝產(chǎn)業(yè),這也體現(xiàn)了封裝環(huán)節(jié)的重要性,。

可以說中國在封裝技術(shù)方面達(dá)到4nm工藝已是一個了不起的進(jìn)步,,在現(xiàn)有基礎(chǔ)上,先推進(jìn)可以取得突破的環(huán)節(jié),,然后再集中資源搞其他那些還落后的環(huán)節(jié),,由易及難,最終實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的突破,。

二,、中國芯片產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的路徑

事實(shí)上當(dāng)下中國芯片制造就是如此做的,在光刻機(jī)受制之下,,芯片制造的八大環(huán)節(jié)已在各自快速推進(jìn),。據(jù)了解芯片制造的八大環(huán)節(jié)之中的七個都已推進(jìn)到14nm工藝,其中刻蝕機(jī)的進(jìn)展最快--刻蝕機(jī)已達(dá)到5nm,,并且國產(chǎn)刻蝕機(jī)已經(jīng)獲得了臺積電的采用,。

這些已經(jīng)打通的環(huán)節(jié)同樣是非常重要的,此前擁有全球最先進(jìn)工藝的三星就因?yàn)楣饪棠z問題受制于日本,,然后韓國迅速集中資源研發(fā)量產(chǎn)了自己的光刻膠,,擺脫了對日本光刻膠的依賴,由此可以說明這些生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要性,。

這也說明了中國由易及難的做法是正確的,,能解決的技術(shù)環(huán)節(jié)先解決,當(dāng)最后的環(huán)節(jié)--光刻機(jī)解決后,,先進(jìn)工藝制程就能立即上馬,,迅速實(shí)現(xiàn)先進(jìn)工藝的量產(chǎn)。

在先進(jìn)工藝方面,,中國方面同樣在積極準(zhǔn)備,,在無法獲得EUV光刻機(jī)的情況下,中國的芯片制造企業(yè)中芯國際已在研發(fā)接近7nm的N+1,、N+2工藝,,業(yè)界人士指出現(xiàn)有的DUV光刻機(jī)并非無法生產(chǎn)7nm工藝,只是成本太高,,但是對于一些重要產(chǎn)業(yè),,在無法獲得中國大陸以外的芯片企業(yè)代工生產(chǎn)的情況下,可以不考慮成本,,那么能實(shí)現(xiàn)以DUV光刻機(jī)生產(chǎn)7nm工藝就具有了特別的意義,。

在這方面先進(jìn)的4nm封裝技術(shù)就具有特殊的意義,一方面可以先進(jìn)的封裝技術(shù)提升現(xiàn)有成熟工藝生產(chǎn)的芯片,,另一方面則是借助先進(jìn)的封裝技術(shù)更深入了解先進(jìn)工藝的細(xì)節(jié)從而助力加快先進(jìn)工藝的研發(fā),。



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