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精彩回顾 | 摩尔精英倒装芯片封装技术线上研讨会

精彩回顾 | 摩尔精英倒装芯片封装技术线上研讨会

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近期,由摩尔精英主办的“倒装芯片封装技术”线上研讨会从基板市场前沿资讯、Flip-chip封装中的技术难点以及摩尔精英Flip-chip封装解决方案等话题同与会嘉宾们进行深入交流与分享。同时也通过镜头一览摩尔精英摩尔精英无锡SiP先进封测中心Flip-chip封装产线。




智能转型技术演进

高端芯片需求旺盛

摩尔精英封装服务经理张景捷先生分享中我们了解到,从1991年开始,半导体产业历经了数位时代、网络时代、云端及IOT导向,在今年进入新的智能化时代,包含人工智能、智慧生活等,藉由着设备量、数据量及运算力的不断上升,将带动第二波半导体产业成长以及跨领域的垂直应用。同时,随着技术不断的演进,到数字及能源的转型,现阶段已发展成新兴应用及多元化的发展的产品。在实体应用包含电动车、智慧医疗等。而在网络上则有大数据分析、Web3等开发,形成一个多元发展的新纪元。结合前页的趋势面来看,相关的产品应用,因其追求的是高数据量及高计算力,最终使用的基板都将是ABF基板为趋势去制作封装。且从另一个角度来看,产品应用会越来越广,所需的ABF基板产品种类也会越来越多。



在产品面的部分目前最兴起的运算首推边缘运算,这是一种分布式的运算概念,能够将数据收集做实时处理及分析,不需要直接上传到云端再做处理,可以很好的应用在IOT或IOE等应用场景下。目前原有服务器从业者,透过自有的能力及Open Ran进行切入的方式,搭配与服务器代工厂商合作,积极在5G及边缘服务器上布署。  在工业计算器等IPC厂商也在积极部署边缘服务器,由工业计算器切入到边缘服务器,同样也通过Open Ran方式进入到5G电信服务器。而国际网通大厂也是透过网通开发能力,在5G服务器市场进行切入。  透过以上资料,我们可以看到以边缘运算为基础,带动了其5G及边缘服务器需求,而这些Server应用的基板居多为ABF,因此在未来可预见对ABF基板需求量的增加。




高阶产品趋势提升

ABF基板市场依旧供不应求


从市场的趋势面、环境面、产品面以及国内未来半导体发展状况,我们可以看到未来应用的市场及产品都将会以ABF基板为导向,因此我们接着进入到ABF基板的供给分析  左边的图是以各家大公司在2014到2023年各产品使用的ABF基板发展趋势,在2014到2020,各家大厂都是以小尺寸及低层数的ABF基板为主,但随着芯片能力的提升,随之而来的是基板的尺寸越变越大,基板层数越来越高,主要集中在Server CPU/GPU及通讯芯片  而在右图部分,此类的高阶产品在未来会呈现高层数及大尺寸发展趋势,且占总需求逐步成长至2025的88%,而在全球ABF基板厂产能虽然有显著增长,但其高层数、大尺寸的产品持续推出,仍不能满足其需求,将紧缩产能供给。



我们持续观察ABF基板的供给状况,左图是2020开始ABF基板的需求供给差额比例图,从2020开始,因HPC、AI等芯片的开发,及疫情产生的NB带动的GPU/CPU需求上升,导致基板供给紧张,直至2021年的顶峰,而后在2022年因通胀控制、去库存化及换机潮结束而有所下降,但其总体仍维持需求大于供给的状况。  而后在5G等产品需求逐步攀升、大型芯片提高推动了ABF基板强劲的需求上升趋势及去库存化结束等因素,我们认为2023至2025年的ABF基板需求仍是会大于供给。  而在新的ABF基板厂如真鼎预计在2023加入供给行列,以及其他原有大型基板厂扩产,但仍无法满足现有及未来的产能需求。



互动交流 答疑解惑

研讨会互动交流环节,演讲嘉宾与参会观众们交流热烈。我们汇总整理会议期间互动交流问题,希望能够为您答疑解惑。如有相关业务需求及其他疑问需要与我们更深入交流欢迎通过以下二维码与我们联系。


Q1:基板:BT、ABF、MIS等载板各自有什么不同优劣势。目前世界上主打的厂商有哪些?

优劣势分析:


目前各类基板的主打厂商如下:

1. BT: 欣兴、景硕、南亚、臻鼎、SEMCO、LG、Simmtech、DDK

2. ABF: 欣兴、景硕、南亚、臻鼎、SEMCO、Shinko、Ibiden、Kyocera、AT&S、Toppan、

3. MIS: 芯智连、MCT、PPt


Q2:FlipChip封装中常见棘手的工程问题?

▪ Bump Non-Wetting(Warpage, Shrinkage, Reflow优化) 

▪ Bump Crack(Bump设计的分布均匀性, 封装体CTE mismatch等因素) 

▪ ELK Crack(Die Saw应力导致) 

▪ Shadow Moire Failed MUF/CUF的Delam,Void


Q3:倒装芯片封装技术和优缺点? 

▪ 优点:

▫ 更高的引脚数量:Die的整个表面都可以用来做互联,而不是仅仅只有边界。

▫ 更高的信号密度

▫ 更好的散热

▫ 更薄且更小的封装体积

▫ 更短的电传导通道:改成Bump型式,电流导通可以以直上直下方式进行。


▪ 缺点:开发成本相比WB会更高(晶圆的开发费用及Bump凸点的加工成本)。


Q4:目前摩尔精英做FC封装有什么特点和优势?

能够支持小量且定制化的生产,相比大工厂走大量产化的僵固模式,我们生产更有弹性化。


另外一个优势就是ABF基板资源的取得,除中国大陆工厂外,能在中国台湾地区拿到第一梯队的两家基板资源(南亚/景硕)。


再来就是快速且高品质样品封装交期,可以支持7天内甚至5天完成封装作业。


最后就是不管客户量大量小,都能在提供客户最优质的服务,包含工程批完整资料收集、样品制作共同线上确认、专属窗口应对客户需求等。 


Q5:摩尔精英无锡SiP先进封测中心目前FCBGA产能状况如何?

以FCBGA 23×23为例,稼动率在60%情况下,能支持一个月1KK的产能。但无锡厂建厂的初衷并非是为了大批量生产,而是以小量生产、多样化方式去支持中小量的客户在市场上产品的推动。


Q6:摩尔精英现在对ABF基板的能力到什么程度,譬如线宽线距、层数、Unit Size等?

目前我司能取得ABF基板都是于中国台湾的tier1基板厂:

▪ 层数目前为18L。

▪ Unit size为77.5*77.5mm。

▪ Min Line Width/Space为9/12um(GX92)、13/14um(GZ41)及10/12um(GL102) 。


Q7:关于FC虚焊接,目前摩尔精英有方法检测吗?精确定位到失效Bump吗?

目前Non-wetting都是使用X-Ray进行确认,按照Netlist可精准判断失效Bump位置。


Q8:摩尔精英无锡SiP先进封测中心QFN封装现在车用Mosfet多数采用这种封装,在选择Die attach的材料必须选择高铅材料吗?还有哪些主打材料可选?

不一定,以往高可靠性的产品大都是高铅材料,主要含铅的结构性更强,更能撑住如MSL1严苛的条件。但目前因欧盟法规关系,如ROHS,含铅材料已被禁用。


取代含铅材料并要通过高可靠性,目前首推烧结银(Sintering),而市场上使用最广的就是Heraeus(贺利氏)的ASP295-09P9及Henkel(汉高)的8068TD系列。


Q9:倒装贴片后,在底部填充前还需要对底部进行清洗吗?如果要如何清洗?

倒装贴片后,会先经过一道水清洗或药水清洗进行Flux残留的去除,避免底填充(Underfill)后,填充材料内部Flux残留导致空洞问题产生。另外在底填充前,也会使用Plasma制程,除有效去除impurity,还能将填充区域进行表面活化,增加填充性。



摩尔精英提供

灵活高效的Flip-chip解决方案 

云看摩尔精英无锡SiP先进封测中心FC封装产线


摩尔精英提供面向CPU、GPU、DPU、HPC、高端服务器、高性能ASSP、FPGA等产品的Flip-Chip封装完整解决方案,包括封装设计、仿真、工程批和量产。


摩尔精英无锡SiP先进封测中心的FCBGA整体产能可达1KK每月。此外,我们还提供系统级封装 (System-in-Package)服务,和基于自主ATE设备的测试工程和量产。


自年初试运营以来,摩尔精英无锡SiP先进封测中心已通过ISO9001:2015国际质量管理体系标准认证和QC080000认证;同时正积极筹备IATF16949认证,持续加大汽车芯片解决方案研发投入和产能布局。


◈ 可支持Wafer Node 7nm先进工艺晶圆芯片生产及5nm Wafer Node工艺开发

◈ 支持FCCSP封装类型下最薄100um芯片厚度

◈ 支持FCBGA封装类型下最薄400um芯片厚度

◈ 支持各项FCBGA封装形式,Lid, Lid-less, Stiffener Ring, High Thermal Dispassion Material

◈ 支持最大65×65mm尺寸封装及77.5×77.5封装尺寸开发



摩尔精英与一线封装基板大厂深度合作,支持最高6~16层基板的生产,为客户提供打样到量产产能保障。



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摩尔精英封测基地简介



摩尔精英无锡SiP先进封测中心建筑总面积近1.5万平方米,千级标准和万级标准洁净室超过5000平方米,设计年产能超过1亿颗。封装服务包括:FCCSP/FCBGA工程批和量产、SiP设计、SiP工程批和量产。




无锡SiP先进封测中心测试车间配置数十套以自主机台为基础的CP/FT测试产能。目前已为15家客户30余款芯片产品完成工程开发,部分产品已导入量产;




合肥快速封装工程中心主要负责QFN/BGA/LGA工程批生产,目前月产能300批;




重庆先进封装创新中心主要负责QFP/SOP/陶瓷/金属封装工程及小量产,目前月产能200批。




END



关于摩尔精英


摩尔精英致力于“让中国没有难做的芯片”,通过“一站式芯片设计和供应链平台”,结合自有封测工厂和设备的快速响应能力,给有多样化、定制化芯片需求的芯片和终端公司,提供高效的“从芯片研发到量产一站式交付”的解决方案。


摩尔精英为客户提供平台化、定制化、产品化的芯片设计服务、IT/CAD设计平台服务、流片服务、封装服务、测试服务、产品工程及量产管理服务和半导体教育培训服务,帮助客户加速和差异化产品量产,提升研发和运营的效率,降低踩坑和失败的风险。


摩尔精英在上海设立研发和运营总部,引进了国际领先IDM的芯片自动测试设备(ATE),在美国达拉斯和法国尼斯设有两个海外研发中心,在无锡、重庆、合肥等地建设2万平封装测试工厂,核心设备投资超过3亿元,供应链合作伙伴覆盖全球主流晶圆厂和封装测试厂。





今天是《半导体行业观察》为您分享的第3278内容,欢迎关注。

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