芯片垂直產(chǎn)業(yè)鏈包括設計、制造和封測。在今年整個半導體行業(yè)增速放緩，甚至有可能負增長的背景下，但先進封裝產(chǎn)業(yè)仍有望高速增長，英特爾、三星、臺積電等芯片巨頭也頻頻亮劍，推出自己的新技術(shù)。

    近期，在英特爾先進封裝技術(shù)解析會上，英特爾院士兼技術(shù)開發(fā)部聯(lián)合總監(jiān)Ravi Mahajan對第一財經(jīng)等媒體表示，“整個業(yè)界都在不斷推動先進多芯片封裝架構(gòu)的發(fā)展，以更好滿足高帶寬、低功耗的需求。英特爾擁有多項關鍵的基礎技術(shù)，包括像EMIB、Foveros還有Co-EMIB等都是MCP（多芯片封裝）高密度實現(xiàn)的關鍵。”

    根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)Yole的《先進封裝產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀（2019年版）》報告，半導體行業(yè)在2017年和2018年經(jīng)歷了兩位數(shù)的增長，收入不斷創(chuàng)紀錄后，2019年將放緩增長(同比負增長)。然而，先進封裝仍有望保持增長勢頭，同比增長約6%。



    該報告預計，先進封裝市場將實現(xiàn)8%的復合年增長率，2024年市場產(chǎn)值將達到440億美元。相反，傳統(tǒng)封裝市場同期的復合年增長率僅2.4%。整體而言，集成電路封裝市場的復合年增長率將達5%。

    傳統(tǒng)的封測代工廠商如日月光、江蘇長電等正面臨來自臺積電、聯(lián)電和其他晶圓代工廠的競爭。這些晶圓制造廠進入該行業(yè)已達數(shù)年，臺積電正在爭奪高端封裝業(yè)務，而英特爾、三星等IDM廠商內(nèi)部也有封測業(yè)務。

    例如，3D封裝領域，臺積電預計于2020年導入量產(chǎn)SoIC（系統(tǒng)整合單晶片）和WoW(晶圓對晶圓)等3D封裝技術(shù)，2021年將會大量生產(chǎn)。

    如何看待臺積電的封裝技術(shù)？英特爾封裝研究事業(yè)部組件研究部首席工程師Adel Elsherbini表示，“英特爾的3D封裝技術(shù)結(jié)合了3D以及2D堆疊的兩項優(yōu)勢，在這個領域臺積電的SoIC做不到。第二個就是我們的ODI全向互連，可以通過在小芯片（chiplet）之間的布線空隙來實現(xiàn)，這一點也是我們與SoIC之間的不同之處�！�

    小芯片是一塊物理硅片，上面封裝了一個完整的IP子系統(tǒng)。通過封裝級集成，多個小芯片與底層基礎芯片封裝在一起，形成多功能異構(gòu)系統(tǒng)化封裝芯片。通過這一技術(shù)，工程師可以像搭積木一樣，在芯片庫里將不同工藝的小芯片組裝在一起實現(xiàn)不同功能。

    Adel介紹稱，通過把不同功能屬性的小芯片連接并放在同一封裝里，可以實現(xiàn)接近于單晶片的特點性能和功能。

    為了實現(xiàn)這一目標，英特爾也推出了一系列技術(shù)，從縱向、橫向等各個角度實現(xiàn)密度更高的多芯片集成。一種用于堆疊裸片的高密度垂直互連，可以大幅度提高帶寬，同時也可以實現(xiàn)高密度的裸片疊加；第二種是全局的橫向互連，未來會隨著小芯片使用越來越普及；第三種是全方位互連，“通過全方位互連可以實現(xiàn)我們之前無法達到的3D堆疊帶來的性能�！�



    不過，先進封裝在延續(xù)摩爾定律的同時也面臨散熱、測試難度等多方面的挑戰(zhàn)。

    散熱是3D堆疊最棘手的問題之一。由于裸片（die）上下垂直堆疊在一起，熱量很難散發(fā)。對此，Ravi Mahajan回應稱，冷卻是3D封裝技術(shù)重要的考慮方向。不過他也表示，目前有技術(shù)可以更好地減少底部裸片上的熱區(qū)和熱點，也可以通過單片分割技術(shù)更好地解決這點。另一方面，可以進一步減少從底部裸片到上部裸片的熱傳導，更好改善熱屬性，解決冷卻問題。

    更復雜的封裝技術(shù)意味著測試也更難。常規(guī)的芯片測試中，一個芯片測試后進行封裝再進行整體測試。而系統(tǒng)化封裝中，對每個小芯片的性能測試以及整體系統(tǒng)的測試無疑讓芯片測試變得更加復雜。

    Babak Sabi稱，小芯片數(shù)量的增加以及面積的大幅度縮小的確可能在未來成為一個重要的問題，“這也就是為什么我們確保采用全部的技術(shù)能力以及創(chuàng)新的解決方案對每個芯片都進行更加完整、更好的測試，同時我們也必須要確保在芯片集成到最終產(chǎn)品的時候，對終端產(chǎn)品進行更加完整的測試。只有這樣才能滿足更好的質(zhì)量和具體的性能需求�！�

    在被問到新的封裝技術(shù)是否會讓其他客戶使用時，Babak Sabi表示，如果客戶通過英特爾代工的形式合作，可以把3D封裝技術(shù)授權(quán)給其使用。他補充稱，“之前Altera這家公司就是用我們的3D封裝技術(shù)，但是現(xiàn)在已經(jīng)被英特爾收購�！�