现代人工智能和高性能计算应用的性能只能通过高性能半导体技术实现。先进封装使多个处理单元能够集成在单芯片上,大大提高了功率密度。在productronica——全球领先的电子产品开发与生产贸易展——行业将于2025年11月18日至21日在慕尼黑召开会议,讨论最新趋势。展会的概念和技术赞助商是VDMA Productronic部门。
近年来,硅扩展成为提升技术性能的途径,但如今这一效果已无法满足行业对更高数据速度的要求,例如:随着集成电路制造成本不断上升,行业已无法再依赖更小型晶体管的开发。
解决这一问题的一个解决方案是引入基于芯片组设计、异构集成、多芯片模块或封装系统的先进封装。这些技术要求在工艺能力、产能和成本效益方面实现高效的生产。
根据Yole集团的一份报告,先进包装行业在2023年实现了378亿美元的市场价值。“移动与消费”行业占总收入的70%以上,但专家表示,未来几年“汽车”和“电信与基础设施”行业将显著增长。Yole的分析师还预计,到2029年,先进包装市场将达到695亿美元。
目前先进封装领域的主导技术是2.5/3D、翻转芯片(SiP)和芯片组。而其他生产工艺如扇形、嵌入式芯片或WLCSP则市场份额较低。特别是2.5D、3D、芯片组和SiP技术的发展,制造商将多个功能单元结合在芯片上,采用统一封装,代表了先进封装的未来。
芯片组技术基于将复杂处理器划分为多个专用的小型芯片,称为芯片组,每个芯片执行不同的功能,如CPU、GPU、输入输出或缓存。芯片组通过快速互连连接集成在统一封装中,协同工作,就像一块大型芯片。
在2.5D和3D技术中,制造商试图以最高效、节省空间的方式将两个或更多芯片连接在一起。2.5D中,芯片并排放置在中间层上,实现高密度和单元间通信。3D技术还能实现更高的集成度和功耗密度,制造商将多个芯片叠加在一起。
一个重要话题是先进包装的扩展供应链。在此背景下,数字化和数据网络是半导体行业近年来面临的技术挑战之一。例如,生产需要特殊的基底/介质,这些材料价格昂贵且仅有少数供应商供应。
由于结构精细,测试程序的技术要求也在不断增加。这也使供应链更加不稳定,因为复杂的测试意味着更多时间、更高的成本,从而带来更大的财务风险。此外,微小凸起或粘结错误可能带来致命后果,因此需要采用人工智能支持的X光检测等新型检测方法。
先进封装的创新应用案例将在VDMA特别展览区展出:如奥地利硅实验室(Silicon Austria Labs)或PhoenixD等研究机构将展示最新发展,如用于防抽头电信的玻璃基板微光学系统。Schweizer Electronic将展示其嵌入技术作为电力电子应用的解决方案,并重点介绍生产工艺。
除了半导体制造商本身,研发在先进封装领域也发挥着关键作用。例如,弗劳恩霍夫可靠性与微集成研究所(IZM)开发了未来包装生产线,该生产线将成为productronica 2025的一部分。展商如Asys、F&K Delvotec和富士将参与此次特别展会。未来包装生产线旨在探讨更高程度的数字化和自动化如何使生产流程更稳健,抵御干扰和外部影响。
另一个重要研究领域是电子元件与系统先进封装与异构集成(APECS)试点线,该线正作为欧盟芯片法案的一部分实施。其目标是推动芯片组创新,提升欧洲半导体的研发和生产能力。APECS的一个重点是准单片集成(QMI),即将芯片集成到芯片中,并直接叠加在一起。APECS还将成为欧洲领先的先进封装中心,并在欧洲微电子产业中发挥关键作用。
在VDMA创新论坛上,参展的访客可以通过专家讲座了解最新的先进包装技术。
他们将近距离审视趋势和技术,并从技术、经济和政治角度审视。productronica和SEMICON Europa的交流活动也将让访客建立重要联系,并在轻松的氛围中与行业专家交流。
以“创新脉动”为口号,11月将有1400多家参展商齐聚慕尼黑世界领先的电子产品开发与生产贸易展。同时,SEMICON Europa邀请访客在B1、C1和C2展厅了解半导体行业的整个价值链。
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