異構(gòu)集成推動面板制程設備(驅(qū)動器)的改變
2023-04-11
作者:泛林集團Sabre 3D產(chǎn)品線資深總監(jiān) John Ostrowski
來源:泛林集團
對系統(tǒng)級封裝(SiP)的需求將基板設計推向更小的特征(類似于扇出型面板級封裝FO-PLP)
需求趨同使得面板級制程系統(tǒng)的研發(fā)成本得以共享
晶體管微縮成本的不斷提升,,促使行業(yè)尋找創(chuàng)新方法,更新迭代提升芯片和系統(tǒng)的性能,。正因此,,異構(gòu)集成已成為封裝技術最新的轉(zhuǎn)折點。
異構(gòu)集成將單獨制造的部件集成一個更高級別的組合,,該組合總體上具有更強的功能,、更好的操作特性,以及更低的成本,。這種更高級別的組合稱為系統(tǒng)級封裝 (SiP),。異構(gòu)集成最初是在高性能計算設備上進行,這些設備通常被用于機器學習和人工智能應用,。
系統(tǒng)級封裝設計
提高性能指的是將邏輯和存儲器更緊密地結(jié)合在一起,,達到比嵌于主機板上的單個芯片能實現(xiàn)的更高的帶寬連接。為了提高速度和帶寬,,行業(yè)正在探索系統(tǒng)級封裝 (SiP) 設計,。
系統(tǒng)級封裝是將兩個或更多的集成電路封裝在一起,系統(tǒng)芯片 (SoC) 則是將這些芯片的功能集成在單個晶片上,。
系統(tǒng)級封裝設計持續(xù)發(fā)展,,以盡可能緊密地包含更多功能,。
當今一些最先進的設備中,單個封裝就含有幾十個芯片,,晶體管數(shù)量超過一萬億,。
該圖表顯示了系統(tǒng)級封裝設計的選項。圖表顯示,,為了滿足對異構(gòu)集成的需求,,需要新的類似于系統(tǒng)級封裝的封裝技術出現(xiàn),以實現(xiàn)高效的性能并加快上市時間,。
為了將邏輯和存儲器更緊密地結(jié)合在一起,,半導體行業(yè)正在將系統(tǒng)級封裝設計轉(zhuǎn)移到集成電路基板。與標準印制電路板相比,,它能實現(xiàn)更小的特征,、更緊密的間距和更高的輸入/輸出(I/O)量。這些因素導致基板上的設計規(guī)則與扇出型晶圓級封裝 (FO-WLP) 和扇出型面板級封裝 (FO-PLP) 的設計規(guī)則更加相像,。
扇出型是一種新興技術,可以使芯片被附著在更大尺寸的圓形,、正方形或矩形基板上,。使用大尺寸的基板可以使每個區(qū)域容納更多的芯片,從而降低單位成本,。
FO-PLP在300/330mm的圓形尺寸上進行封裝,,相比FOWLP更具成本優(yōu)勢。
但是,,小批量研發(fā)FO-PLP技術的成本不斷增加卻是一個巨大的障礙,。
研發(fā)挑戰(zhàn)
FO-PLP 市場的主要驅(qū)動力是成本(而非性能)。這個市場面臨的挑戰(zhàn)是需要在更大的尺寸(從 300 mm 圓形晶圓到 600 x 600 mm 正方形面板)上滿足晶圓級規(guī)格和產(chǎn)量,。
這些面板的市場很小,,導致整個供應鏈沒有足夠高水平的研發(fā)投資來解決處理大型面板相關的關鍵問題。
由于投資不足,,F(xiàn)O-PLP的產(chǎn)量水平較低,,不足以獲得轉(zhuǎn)移到更大基板尺寸的經(jīng)濟效益。
結(jié)果是,,大多數(shù)扇出型業(yè)務都停留在晶圓上,。
技術融合
類似的面板 (510 x 515 mm) 被用于基板市場,這一市場預計在未來四年都會面臨數(shù)量上的顯著增加,,尤其是在最具技術挑戰(zhàn)性的領域,。
由于基板和 FO-PLP 要求(例如特征尺寸和均勻性)的技術融合迫在眉睫,我們很可能可以使用相同或相似的平臺來應對這兩個市場,。融合可以實現(xiàn)更強大的設備供應商基礎,。
通過將面板標準化為幾種尺寸并采用現(xiàn)有的接口和設備標準,,我們可以增加通用系統(tǒng)平臺的數(shù)量。標準化將有助于降低面板級制程系統(tǒng)的研發(fā)成本,。
產(chǎn)量增加將有助于將成本分攤在新的設備上,。這可以加大規(guī)模,實現(xiàn)一個強勁的面板制程設備市場,。
隨著面板產(chǎn)量接近晶圓級封裝的水平,,預計將有更多的應用從晶圓轉(zhuǎn)移到面板,以利用預期的成本優(yōu)勢,。
Micro-LED 或“封裝天線”解決方案等相鄰市場也有望推動面板產(chǎn)量的提升,。更高的產(chǎn)量將更有可能實現(xiàn)成本的降低,從而有助于提高面板級解決方案的競爭力,。
SEMSYSCO 提供濕法制程設備(例如圖中的 CUPID),,它能處理大至600 x 600 mm的基板
多米諾骨牌效應
隨著產(chǎn)量提升,相信將會產(chǎn)生多米諾骨牌效應,,成本降低將推動產(chǎn)量提升和研發(fā)投資增加,。這些投資將有助于推動更有效的自動化、更多的機器學習和智能,、更高的可靠性和更少的缺陷,。所有這些都將導致成本降低,從而繼續(xù)推動面板業(yè)務量的增加,。
泛林集團一直致力于推動半導體行業(yè)的創(chuàng)新,。通過此前對 SEMSYSCO的收購我們正在投資面板級制程市場,并處于創(chuàng)新的前沿,。
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