在摩爾定律逐漸逼近物理極限的今天,異構集成成為延續計算性能增長、滿足多樣化需求的關鍵路徑。它不再單純依賴制程微縮,而是通過先進的封裝與系統級集成技術,將不同工藝節點、不同功能的芯片高效整合,實現“超越摩爾”的創新突破。
3月25日,異構集成國際會議(HIIC 2025)作為SEMICON China 2025的前章,在上海舉辦,行業領袖們在此分享深度見解,共同剖析技術難題,探索產業發展新路徑。
SEMI全球副總裁、中國區總裁居龍在致辭中給出了一組數據:先進封裝正從chip向system集成演進,推動AI硬件的發展,是帶動產業前行的最重要因素之一。目前增長最快、占比最高的半導體細分市場是服務器/數據中心/存儲,根據預測,到2030年將有72.3%的芯片都與AI相關,是驅動產業穩步向前達到萬億美元規模的新引擎。
“為了滿足如此大的需求,從現在開始到2027年,預計將有105家新建晶圓廠投產,其中亞洲地區有75家。全球半導體行業的資本支出及設備投資會持續,推動產業蓬勃發展。”他分析稱。
Prismark合伙人姜旭高也在現場研判了全球半導體市場與封裝趨勢。他預計,全球半導體市場預計將以7.7%的年均增速增長,從2024年的6280億美元增至2029年的9080億美元,主要受數據中心和企業網絡AI服務器部署的推動。2024年半導體市場整體疲軟,但預計2025年下半年將迎來改善。在先進封裝的驅動下,IC封裝組裝市場規模預計從2024年610億美元增至2029年880億美元。除了服務器等產品采用高附加值的封裝技術外,高密度先進封裝也將逐漸滲透到客戶端計算產品中,以提升性能、降低成本并優化熱管理。
在技術層面,多位與會專家分享了對先進封裝與系統集成的看法。芯和半導體科技(上海)股份有限公司創始人、總裁代文亮認為,隨著AI技術及應用的發展,模型的復雜度和參數數量不斷增加,導致對算力、存力、運力、電力資源的需求爆發式上升。2.5D/3D Chiplet技術有效改善了先進工藝制程瓶頸和算力芯片提升,STCO(系統技術協同優化)的推行正成為行業共識。
談及聚焦AI硬件集成系統設計面臨的挑戰,他闡述了通過多物理場協同仿真EDA平臺,全面解決系統級的高速互連信號完整性、電源完整性、電熱/流體熱、應力可靠性等方面的問題的可行解決方案,加速AI硬件集成系統的設計開發。
紫光展銳封裝設計工程部部長姚力指出,長期以來,封裝為晶圓工藝的快速迭代所服務,另一方面,封裝技術的不斷提升在于將芯片功能優勢展現出來。消費電子、算力芯片、物聯網/通信等市場驅動,牽引封裝不斷開發新型技術,滿足產品性能、質量控制和成本控制的要求。
他提出,創新的方案、技術、材料(高導熱塑封料/高導熱基板等)能夠提升性能,而設計是質量的決定性因素,其中高效仿真是關鍵,高度集成是降低成本的有效手段。
沛頓科技副總經理吳政達則揭示了半導體封裝技術的關鍵趨勢與創新方向。他認為,Chiplet架構成為延續摩爾定律的關鍵,通過集成不同制程以優化PPAC,2.5D/3.5D封裝為AI加速器提供高帶寬、低延遲的解決方案,由此降低了先進制造的成本。
吳政達預計,未來的創新封裝技術例如面板級封裝(PLP)、硅光互連和玻璃基板等技術將推動汽車電子、數據中心等領域的性能突破。“3.5D封裝結合3D堆疊與2.5D互連,是平衡成本與性能的方法,未來的技術方向包括中階層、玻璃基載板、板級封裝、自動化、硅光子學。”他說。
“硅中介層(Si interposer)技術發展已經成熟,能夠實現高密度集成,但隨著HBM堆疊數量的增加,其尺寸受到限制。RDL技術目前正處于生產階段,并且新的設計也在規劃之中。RDL具有精細的特征、良好的電氣性能,并且能夠支持下一代HBM4技術。并且,RDL的可靠性數據已經公布并得到了實際驗證。另外,玻璃基板技術仍處于研發階段,需要持續的投入與完善。”TechSearch International公司總裁E. Jan Vardaman在現場分享芯片封裝技術的最新趨勢時說。