隨著摩爾定律演進速度逐漸放緩,先進封裝技術成為半導體產(chǎn)業(yè)突破性能瓶頸的關鍵因素。AI大模型效應之下,高性能AI芯片以及與之相關的先進封裝需求大漲,以上因素推動了頭部大廠積極擴產(chǎn)先進封裝產(chǎn)能,近期市場再次傳出臺積電擴產(chǎn)新動態(tài);與此同時,半導體設備廠商圍繞先進封裝也在展開布局,SEMICON China 2025期間,北方華創(chuàng)、新凱來等廠商展出了相關先進封裝技術方案,引發(fā)極大關注。
1、臺積電等廠商加快先進封裝產(chǎn)能擴張
近日,媒體報道臺積電正加快其在中國臺灣地區(qū)的先進封裝產(chǎn)能擴張,該公司AP8工廠和AP7工廠均已提前設備安裝時間表。
其中,AP8致力于擴大CoWoS產(chǎn)能,預計最早于2025年4月開始安裝設備,并可能于下半年開始量產(chǎn);AP7工廠旨在提高SoIC技術產(chǎn)量,原定于2025年底進行設備安裝,現(xiàn)已提前至8月。預計今年SoIC產(chǎn)量翻番至1萬片,并且在2026年再翻一番。
CoWoS作為2.5D中介層封裝技術的代表,可通過硅中介層實現(xiàn)多芯片高性能互連,正對高性能計算(HPC)、人工智能和5G通信領域的芯片帶來深遠影響。臺積電作為先進封裝領域的領頭羊,該公司正持續(xù)擴大3D Fabric聯(lián)盟生態(tài),其CoWoS封裝技術已支持超過200個客戶項目。
SoIC通過芯片直接堆疊與硅中介層結合,屬于3D芯片堆疊技術的一種。臺積電的SoIC技術推動了先進封裝從2.5D向3D的跨越,隨著AI、元宇宙和自動駕駛對算力需求的爆發(fā)式增長,SoIC未來潛力巨大。
除了臺積電之外,稍早之前媒體報道日月光買新廠擴產(chǎn)先進封裝。
日月光投控及旗下矽品已成功拿下英偉達、AMD高性能計算(HPC)封測大單,為了應對市場需求,日月光投控在高雄廠、中科廠和虎尾廠等地積極擴充先進封裝產(chǎn)能。其中,高雄K18廠預計2026年完工投產(chǎn),將重點布局AI芯片高性能計算領域。此外,矽品中科廠和虎尾廠也在加速建設新的CoW產(chǎn)線,預計2025年虎尾廠將投入量產(chǎn)。
近期,日月光投控旗下日月光半導體宣布,取得日商住友化學旗下塑美貝科技100%股權,日月光半導體該輪投資的最終目的,是為了取得塑美貝科技在中國臺灣高雄楠梓園區(qū)建廠用地的土地使用權,未來日月光半導體將在該地擴產(chǎn)先進封裝產(chǎn)能。
2、半導體設備廠商布局先進封裝
SEMICON China 2025展會正如火如荼在上海召開,半導體設備廠商活躍,吸引大量觀眾駐足。值得一提的是,本次展會上,北方華創(chuàng)、新凱來等設備廠商展出的最新方案,瞄準了先進封裝等技術。
北方華創(chuàng)展會期間發(fā)布公司首款12英寸電鍍設備(ECP)——Ausip T830。該設備專為硅通孔(TSV)銅填充設計,主要應用于2.5D/3D先進封裝領域。該產(chǎn)品標志著北方華創(chuàng)正式進軍電鍍設備市場,并在先進封裝領域構建了包括刻蝕、去膠、PVD、CVD、電鍍、PIQ和清洗設備的完整互連解決方案。
據(jù)悉,電鍍作為物理氣相沉積(PVD)的后道工藝,其設備與PVD設備協(xié)同工作,廣泛應用于邏輯、存儲、功率器件、先進封裝等芯片制造工藝。在工藝流程中,PVD設備首先在槽/孔內(nèi)形成籽晶層,隨后電鍍設備將槽/孔填充至無空隙。目前,該設備的電鍍膜厚均勻性滿足客戶要求,能夠有效填充孔直徑2-12微米,孔深16-120微米的多種孔型產(chǎn)品。
國內(nèi)半導體設備新銳創(chuàng)企新凱來“首秀”上海,并帶來了包括外延沉積設備EPI(峨眉山)、原子層沉積設備ALD(阿里山)、物理氣相沉積設備PVD(普陀山)、刻蝕設備ETCH(武夷山)、薄膜沉積設備CVD(長白山)等新品。
其中,PVD(普陀山)共包括3款設備,分別是普陀山1號(金屬平面膜沉積)、普陀山2號(中道金屬接觸層及硬掩膜沉積)、普陀山3號(后道金屬互連沉積)。
普陀山1號與3號均有涉及先進封裝等領域,其中普陀山1號適用于邏輯、存儲及先進封裝等主流半導體金屬平面膜應用場景,鍵膜均勻性高,同時具備高產(chǎn)能與高穩(wěn)定性;普陀山3號適用于邏輯、存儲和先進封裝等主流半導體后道金屬互連場景,架構領先,填孔品質(zhì)優(yōu)異,支持向未來先進節(jié)點演進,適用工藝包括后道金屬互連,使用材料包括鉭、氮化鉭、鈷、銅等。