《電子技術(shù)應(yīng)用》
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芯片制造過(guò)程分為三個(gè)主要環(huán)節(jié),,分別是設(shè)計(jì)、制造,、封測(cè)

2022-08-26
來(lái)源:潛力變實(shí)力

眾所周知,,制造" target="_blank">芯片制造過(guò)程分為三個(gè)主要環(huán)節(jié),分別是設(shè)計(jì),、制造,、封測(cè),。以前的芯片企業(yè)大多是能夠設(shè)計(jì),、制造、封測(cè)一條龍全部搞定,,比如intel,、德州儀器等,稱(chēng)之為IDM企業(yè),。后來(lái)臺(tái)積電崛起,,只負(fù)責(zé)制造這一環(huán)節(jié),將IDM形式分拆開(kāi)后,,于是后來(lái)慢慢就形成了設(shè)計(jì),、制造、封測(cè)這么三大環(huán)節(jié),,很多企業(yè)只負(fù)責(zé)其中一個(gè)環(huán)節(jié),,IDM企業(yè)越來(lái)越少。

不得不說(shuō),,這種大家專(zhuān)注于某一個(gè)環(huán)節(jié)的方式,,極大的促進(jìn)了全球的分工合作,也極大的推動(dòng)了芯片技術(shù)的向前發(fā)展,,畢竟只負(fù)責(zé)一個(gè)環(huán)節(jié),,更精更專(zhuān),,比IDM企業(yè)更有優(yōu)勢(shì)。

所以我們看到臺(tái)積電的工藝超過(guò)intel,,日月光的封測(cè)技術(shù)全球第一,,設(shè)計(jì)方面更是高通、蘋(píng)果,、華為等崛起,,超過(guò)傳統(tǒng)的IDM企業(yè)。

而在設(shè)計(jì),、制造,、封測(cè)這三個(gè)環(huán)節(jié)上面,中國(guó)大陸除了在制造上落后很多之外,,在設(shè)計(jì),、封測(cè)上還是基本達(dá)到全球頂尖水平的。

比如設(shè)計(jì),,華為海思與蘋(píng)果,、高通等同步進(jìn)入5nm,還有一些礦機(jī)公司,,設(shè)計(jì)能力也是一直處于世界頂尖水平,,近日傳出三星3nm工藝下,中國(guó)大陸企業(yè)就是首批客戶,,很明顯,,設(shè)計(jì)是不差的。

而封測(cè)也不差的,,大陸有三大封測(cè)巨頭,,分別是長(zhǎng)電科技、通富微電,、天水華天,,這三大封測(cè)企業(yè)在全球排在第3、5,、6名,。

相信不少人都知道,我國(guó)已經(jīng)成功突破4nm封裝工藝,,但是很多人卻高興不起來(lái),,這到底是為什么呢?按理說(shuō)4nm封裝工藝這幾乎是國(guó)際頂級(jí)水平,為什么他們卻高興不起來(lái)呢,。

其實(shí)那就是封裝技術(shù)只是芯片制造的其中一個(gè)環(huán)節(jié)而已,,他們認(rèn)為只是突破某個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù),對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是沒(méi)有多大的作用,因?yàn)檫@也無(wú)法幫助我們打造出更高端的芯片,,但是事實(shí)上今時(shí)已經(jīng)不同往日,,由于某些原因,封裝工藝已經(jīng)成為芯片行業(yè)的核心技術(shù),,同時(shí)中國(guó)突破4nm封裝工藝,,我認(rèn)為這也勢(shì)必能幫助我們改變國(guó)內(nèi)芯片行業(yè)現(xiàn)狀,那么今天我們就來(lái)了解一下國(guó)內(nèi)的芯片封裝工藝和國(guó)內(nèi)芯片現(xiàn)狀,,看看中國(guó)突破4nm封裝工藝,,最終能否改變國(guó)內(nèi)芯片行業(yè)現(xiàn)狀呢?

芯片封裝技術(shù)變得越來(lái)越重要了,芯片如果不進(jìn)行封裝那是不能直接使用的,,以前可能只靠簡(jiǎn)單的包裝就可以了,,

但是現(xiàn)在隨著科技的不斷發(fā)展,芯片封裝的技術(shù)也變得越來(lái)越復(fù)雜,,封裝技術(shù)的水平,,甚至可以直接決定是否能做到1+1大于2的作用,早期只是把芯片包裝起來(lái),,制造工藝也非常的簡(jiǎn)單,,現(xiàn)在則不同了,對(duì)于某些領(lǐng)域封裝的成本甚至?xí)^(guò)芯片本身,,這也讓芯片封裝技術(shù)成為了芯片制造最為重要的一環(huán),,由于芯片性能的不斷提升,早期的芯片封裝技術(shù)早已經(jīng)不符合市場(chǎng)需求,,那么現(xiàn)在我們究竟是怎么做的呢?其實(shí)現(xiàn)在已經(jīng)演變出不同的封裝技術(shù),,那就是從單芯片封裝到多芯片封裝,再到系統(tǒng)級(jí)芯片封裝,,我國(guó)封裝技術(shù)也早已達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平,,那么這究竟是否能改變國(guó)內(nèi)芯片行業(yè)現(xiàn)狀呢。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)芯片現(xiàn)狀,,那就是缺少制造高端芯片的光刻機(jī),沒(méi)有荷蘭阿斯麥公司提供的EUV光刻機(jī),,哪怕是華為和中芯國(guó)際,,也是無(wú)法制造高端芯片,

以前我們可以通過(guò)找臺(tái)積電代工,,從而打造屬于我們國(guó)人的高端芯片,,然而受到美國(guó)的限制和打壓,現(xiàn)在不僅是華為不能找臺(tái)積電代工,,包括中芯國(guó)際也無(wú)法采購(gòu)EUV光刻機(jī),,這也讓我們?cè)谶@一領(lǐng)域被徹底卡住脖子,不過(guò)我認(rèn)為中國(guó)突破4nm封裝工藝,,這也意味著我們將繞過(guò)光刻機(jī),,并且打造出屬于我們的高端芯片,,也許有人會(huì)說(shuō)沒(méi)有先進(jìn)的光刻機(jī),連高端芯片都生產(chǎn)不出來(lái),,那么我們?cè)趺赐ㄟ^(guò)封裝技術(shù)打造高端芯片呢?甚至有人會(huì)說(shuō)只談封裝技術(shù),,不談設(shè)計(jì)與制造那就是純屬吸引眼球獲取流量,然而事實(shí)上封裝技術(shù)已然成為了突破半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵,。為什么要這么說(shuō)呢?

近期中國(guó)芯片企業(yè)在4nm封裝技術(shù)上的突破,,讓各方議論紛紛,認(rèn)為最關(guān)鍵的還是芯片制造工藝的突破,,4nm封裝技術(shù)的突破沒(méi)有太大意義,,顯然這是一個(gè)錯(cuò)誤的看法,對(duì)于中國(guó)芯片制造來(lái)說(shuō)這是一條由易及難的捷徑,,最終實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈突破,。

封裝技術(shù)其實(shí)也是芯片制造的一個(gè)重要環(huán)節(jié),它需要將芯片從一整片晶圓中挑選出合格的芯片,,然后再將這些芯片與外部電路連接起來(lái),,這樣芯片才能正常工作,然而如隨著工藝的提升,,晶體管越來(lái)越小,,晶圓的導(dǎo)線間距也越小,其技術(shù)難度也是越來(lái)越大,。

國(guó)產(chǎn)的4nm芯片封裝技術(shù)還是一項(xiàng)多維異構(gòu)芯片封裝技術(shù),,即是將多種類(lèi)型的芯片封裝在一起,如此更考驗(yàn)封裝企業(yè)的技術(shù),,封裝企業(yè)需要熟悉不同芯片的構(gòu)造,,了解不同芯片的電氣性能,在準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)不同芯片的互聯(lián)互通同時(shí)確保兼容性,,這更是一項(xiàng)高難度的技術(shù),。

芯片封裝還是向先進(jìn)工藝發(fā)展的途徑之一,中國(guó)臺(tái)灣的芯片產(chǎn)業(yè)如今已居于全球頂尖水平,,然而早年它們也是從封裝技術(shù)開(kāi)始,,通過(guò)接收美國(guó)芯片的封裝業(yè)務(wù)外包,逐漸了解芯片的構(gòu)造,,積累技術(shù)和人才,,然后再進(jìn)入芯片制造。

封裝已成為芯片產(chǎn)業(yè)鏈的一大產(chǎn)業(yè),,全球前十大封裝企業(yè)中有九家位居亞洲,,中國(guó)大陸和中國(guó)臺(tái)灣更是占據(jù)了其中的大多數(shù),如今美國(guó)芯片行業(yè)也已認(rèn)識(shí)到封裝技術(shù)的重要性,正計(jì)劃重新拾起封裝產(chǎn)業(yè),,這也體現(xiàn)了封裝環(huán)節(jié)的重要性,。

可以說(shuō)中國(guó)在封裝技術(shù)方面達(dá)到4nm工藝已是一個(gè)了不起的進(jìn)步,在現(xiàn)有基礎(chǔ)上,,先推進(jìn)可以取得突破的環(huán)節(jié),,然后再集中資源搞其他那些還落后的環(huán)節(jié),由易及難,,最終實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的突破,。

二、中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的路徑

事實(shí)上當(dāng)下中國(guó)芯片制造就是如此做的,,在光刻機(jī)受制之下,,芯片制造的八大環(huán)節(jié)已在各自快速推進(jìn)。據(jù)了解芯片制造的八大環(huán)節(jié)之中的七個(gè)都已推進(jìn)到14nm工藝,,其中刻蝕機(jī)的進(jìn)展最快--刻蝕機(jī)已達(dá)到5nm,,并且國(guó)產(chǎn)刻蝕機(jī)已經(jīng)獲得了臺(tái)積電的采用。

這些已經(jīng)打通的環(huán)節(jié)同樣是非常重要的,,此前擁有全球最先進(jìn)工藝的三星就因?yàn)楣饪棠z問(wèn)題受制于日本,,然后韓國(guó)迅速集中資源研發(fā)量產(chǎn)了自己的光刻膠,擺脫了對(duì)日本光刻膠的依賴,,由此可以說(shuō)明這些生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要性,。

這也說(shuō)明了中國(guó)由易及難的做法是正確的,能解決的技術(shù)環(huán)節(jié)先解決,,當(dāng)最后的環(huán)節(jié)--光刻機(jī)解決后,,先進(jìn)工藝制程就能立即上馬,迅速實(shí)現(xiàn)先進(jìn)工藝的量產(chǎn),。

在先進(jìn)工藝方面,,中國(guó)方面同樣在積極準(zhǔn)備,在無(wú)法獲得EUV光刻機(jī)的情況下,,中國(guó)的芯片制造企業(yè)中芯國(guó)際已在研發(fā)接近7nm的N+1,、N+2工藝,業(yè)界人士指出現(xiàn)有的DUV光刻機(jī)并非無(wú)法生產(chǎn)7nm工藝,,只是成本太高,,但是對(duì)于一些重要產(chǎn)業(yè),在無(wú)法獲得中國(guó)大陸以外的芯片企業(yè)代工生產(chǎn)的情況下,,可以不考慮成本,那么能實(shí)現(xiàn)以DUV光刻機(jī)生產(chǎn)7nm工藝就具有了特別的意義,。

在這方面先進(jìn)的4nm封裝技術(shù)就具有特殊的意義,,一方面可以先進(jìn)的封裝技術(shù)提升現(xiàn)有成熟工藝生產(chǎn)的芯片,另一方面則是借助先進(jìn)的封裝技術(shù)更深入了解先進(jìn)工藝的細(xì)節(jié)從而助力加快先進(jìn)工藝的研發(fā)。



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