FCBGA先進封裝演進趨勢 FCBGA基板技術(shù)趨勢

直播回顧

興森科技攜手電巢科技聯(lián)合推出的《興森大求真》第6期“FCBGA先進封裝基板興力量”直播活動圓滿結(jié)束。

本期直播內(nèi)容讓觀眾過足了“癮”！多位重量級親臨電巢XR技術(shù)直播間，深度剖析了FCBGA基板的行業(yè)現(xiàn)狀及未來趨勢，同時，興森科技也充分展示了其先進技術(shù)和創(chuàng)新解決方案，更引人矚目的是，興森科技首次實景展示了興森半導體FCBGA基板廠的工藝和技術(shù)，與大家共同見證了“興”力量，包括尖端的設備、卓越的人才、領(lǐng)先的技術(shù)以及雄厚的資源等。這一切都離不開興森科技多年來不懈的積累和持續(xù)的研發(fā)投入。

本期直播活動中，興森科技不僅僅只是扮演了參與者的角色，更是引領(lǐng)者，為業(yè)界及觀眾帶來了關(guān)于FCBGA先進封裝的前沿知識，并樹立了標桿。

FCBGA

先進封裝演進趨勢

信息時代，我們目睹著數(shù)據(jù)量不斷膨脹，推動著芯片性能的飛速提升，例如處理器的浮點計算能力、網(wǎng)絡芯片的帶寬、存儲器的容量。核心芯片必須不斷提升互連速度和密度，IO速率每4~6年翻一番的發(fā)展速度已不能滿足對芯片性能提升的訴求，因此，提升密度成為不可或缺的途徑。

然而，自2010年后，隨著摩爾定律放緩，半導體集成速度開始放緩。與此相反，封裝技術(shù)的集成速度迅速加快，以2.5D/3D晶片堆疊為代表的先進封裝不斷嶄露頭角，各種熱門詞匯如TSV、RDL、SiP、Chiplets 等層出不窮。

從基板角度看，先進封裝的物理架構(gòu)包括一下幾種形式：

1）基板類封裝，主要包括FCCSP和FCBGA；

2）Panel類封裝，PLP；

3）無基板類封裝，例如扇出型WLP 。

其中FCBGA基板封裝在互連規(guī)模方面居于領(lǐng)先地位，已成為CPU、GPU、AI、交換等核心芯片不可缺少的封裝形式。

根據(jù)Yelo 2023市場監(jiān)控的報告顯示，涉及FCBGA基板的兩類封裝（Flip-Chip、 2.5D/3D），其2022年的收入達到約317億美元（占比接近72%）， 預計2028年，這一數(shù)字將增長至約625億美元（占比接近80%）。凸顯了FCBGA基板封裝在半導體行業(yè)中的重要性和增長潛力。

FCBGA封裝優(yōu)勢

FCBGA基板

技術(shù)趨勢

FCBGA基板作為先進封裝的重要載體，承載著多重功能，包括信號互連、機械支撐以及底部散熱。

受核心芯片高性能的需求驅(qū)動，F(xiàn)CBGA基板不斷演進，朝向高速、高層數(shù)、大尺寸、細線路、小間距的方向發(fā)展，以滿足更多、更高密度的大帶寬IO互連需求。同時，它還承載了集成無源器件、埋晶片、集成光等多種功能。

然而，隨著2.5D/3D先進封裝的復雜度越來越高，對FCBGA基板的要求也日益提高，這包括對其平整度、導通及絕緣可靠性提出了更大的挑戰(zhàn)。

FCBGA基板演進方向（源自Yole）

FCBGA基板廠

首次公開

興森FCBGA基板布局

應國內(nèi)外市場及客戶需求，興森半導體對標國際一流，已經(jīng)構(gòu)建了兩個FCBGA基板廠區(qū)。

首先是位于珠海的廠區(qū)，其定位為“高階FCBGA基板樣品及小批量基地”，于2021年啟動，2022年底投產(chǎn)，該廠不僅可以滿足樣品和小批量需求，還可協(xié)同客戶Co Design、Co Research。

其次，廣州廠區(qū)的定位為“高端FCBGA基板大批量基地”,于2022年啟動，預計將在2024年第一季獲得認證。

興森FCBGA基板高工藝能力

在高層數(shù)和大尺寸方面，興森半導體目前的量產(chǎn)能力已經(jīng)達到了7-2-7 （16 層板）的水平，且尺寸控制在80x80mm以下。同時，興森還擁有9-2-9和110x110mm 的打樣能力。興森的目標不僅于此，目標在2024年達到行業(yè)標桿水準，將層數(shù)提升至22層及以上，以滿足市場需求。

在高密度方面，包括細線路和小間距，興森已具備了12/12um線路的量產(chǎn)能力，并且可以支持9/12um的設計需求；到了2024年，計劃將進一步縮小線路等級至8/8um。而Bump pitch方面，興森已具備130um的量產(chǎn)能力，預估在2024年將突破bump pitch 90um的技術(shù)難關(guān)。

興森FCBGA基板工藝路標

興森FCBGA基板高質(zhì)量高產(chǎn)出與制程

FCBGA基板的制造工藝要求高、涉及復雜的工序，追求高良率、高可靠性的高質(zhì)量，需要建立嚴格、嚴謹?shù)馁|(zhì)量體系。

在生產(chǎn)制程中，興森采用了類晶圓的理念，全廠采用無塵設計，關(guān)鍵工序達到了百級和千級的無塵環(huán)境標準。此外，興森全面采用高自動化的生產(chǎn)線，設備設計以非接觸方式為主，以減少了人為的接觸。生產(chǎn)物流方面，興森建立了AGV無人搬運系統(tǒng)和立體倉庫系統(tǒng)，進一步提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量控制。

目前，興森FCBGA基板的良率已經(jīng)達到了世界一流水平，不僅保障了高良率的要求，還能夠?qū)崿F(xiàn)高產(chǎn)出。

興森FCBGA基板廠級實驗室

為確保產(chǎn)品的高質(zhì)量，不僅需要實現(xiàn)高良率，還需要充分驗證其高可靠性。因此，興森半導體專門為 FCBGA基板建立了一座卓越的“萬級無塵廠級實驗室”，這個實驗室包括環(huán)境實驗室、化學實驗室以及物理實驗室，其管理符合IATF16949及ISO17025的嚴格要求。實驗室設備齊全，配備了大量高規(guī)格儀器設備，同時擁有高度專業(yè)的人才團隊，在研發(fā)階段，即可與客戶共同充分驗證和分析產(chǎn)品可靠性。而已經(jīng)通過認證的產(chǎn)品，將會經(jīng)過一系列嚴格的加嚴測試，以確保其質(zhì)量和可靠性達到最高標準。

興森FCBGA綠色工廠

興森FCBGA基板廠秉承“打造綠色工廠，實現(xiàn)無污染生產(chǎn)”的理念，精心打造了一套全面的環(huán)保系統(tǒng)，包括中央供藥區(qū)、中央廢水處理系統(tǒng)和中央監(jiān)控系統(tǒng)。

“中央供藥區(qū)”采用現(xiàn)代自動供藥系統(tǒng)，確保每個生產(chǎn)步驟都獲得正確的材料和化學藥劑。這不僅提高了生產(chǎn)效率，還減少過多的化學藥劑使用，降低了資源浪費。

“中央廢水處理系統(tǒng)”采用高效過濾技術(shù)及潔凈化工藝手法，實現(xiàn)了約百分之六七十的水可再循環(huán)應用，并確保排放水質(zhì)達到國家標準。

“中央監(jiān)控系統(tǒng)”實時監(jiān)控工廠的運行環(huán)境，包含空調(diào)作動、溫濕度、環(huán)境異物含量、設施能耗管理等方面。這不僅有助于確保產(chǎn)品質(zhì)量，還是提高生產(chǎn)可持續(xù)性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

興森FCBGA基板綠色工廠

總結(jié)

隨著先進封裝技術(shù)的飛速增長，國內(nèi)外芯片制造和封測廠家對高端FCBGA基板的需求變得越來越緊迫。為了滿足市場的迫切需求，興森半導體積極對標國際一流水平，大力投入建設“高端FCBGA基板廠”，這一舉措首次在本期直播中得以亮相。

興森科技致力于為客戶提供“高工藝、高質(zhì)量、高產(chǎn)出”的高端FCBGA基板產(chǎn)品，并深知客戶的需求是多樣化和迅速變化的，在滿足客戶需求的同時，還要與客戶攜手合作，助力客戶在前期研發(fā)和創(chuàng)新方面取得成功。未來，興森將會為客戶創(chuàng)造更多解決方案，持續(xù)制造更多“興”能量！

審核編輯：湯梓紅