先進(jìn)封裝擴(kuò)產(chǎn)，按下加速鍵

近期，先進(jìn)封裝技術(shù)亮點(diǎn)和產(chǎn)能演進(jìn)持續(xù)。技術(shù)端看，臺(tái)積電布局先進(jìn)封裝技術(shù)3DBlox生態(tài)，推動(dòng)3DIC技術(shù)新進(jìn)展；產(chǎn)能布局上，10月9日封測(cè)大廠日月光半導(dǎo)體K28新廠正式動(dòng)工擴(kuò)產(chǎn)CoWoS產(chǎn)能；另外近期奇異摩爾和智原科技合作的2.5D封裝平臺(tái)成功進(jìn)入量產(chǎn)階段，甬矽電子擬投14.6億新增Fan-out和2.5D/3D封裝產(chǎn)能。

日月光K28廠動(dòng)土，擴(kuò)充CoWoS高端封測(cè)產(chǎn)能

10月9日，封測(cè)大廠日月光半導(dǎo)體在中國(guó)臺(tái)灣高雄市大社區(qū)舉行K28新廠動(dòng)土典禮，K28廠預(yù)計(jì)2026年完工，主要擴(kuò)充CoWoS先進(jìn)封測(cè)產(chǎn)能，預(yù)估可增加近900個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。

日月光高雄廠總經(jīng)理羅瑞榮表示，因應(yīng)CoWoS先進(jìn)封裝制程的晶圓、終端測(cè)試需求，日月光在面積約2公頃的大社基地興建K27和K28廠房，K27已在2023年啟用，今天動(dòng)土的K28廠，由日月光半導(dǎo)體提供大社土地，日月光旗下宏璟建設(shè)提供資金合建廠房。

近三個(gè)月來(lái)，日月光投控已斥資221.42億新臺(tái)幣，投入購(gòu)置設(shè)備和廠務(wù)設(shè)施，透露集團(tuán)積極強(qiáng)化量能，蓄勢(shì)待發(fā)迎接產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)盛況。此前8月消息，日月光半導(dǎo)體向宏璟建設(shè)購(gòu)入其所持位于高雄楠梓K18廠房，用來(lái)布局晶圓凸塊封裝和覆晶封裝制程生產(chǎn)線。今年年初消息，日月光投控收購(gòu)芯片大廠英飛凌位于菲律賓和南韓的兩座后段封測(cè)廠，擴(kuò)大在車用和工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用的電源芯片模組封測(cè)與導(dǎo)線架封裝，投資金額逾新臺(tái)幣21億元。

奇異摩爾攜手智原科技合作的2.5D封裝平臺(tái)成功進(jìn)入量產(chǎn)階段

近日，智原科技與奇異摩爾宣布共同合作的2.5D封裝平臺(tái)已成功進(jìn)入項(xiàng)目量產(chǎn)階段。

據(jù)悉，智原科技有效整合來(lái)自不同半導(dǎo)體廠的多源Chiplet，涵蓋計(jì)算機(jī)運(yùn)算裸芯片、HBM設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，奇異摩爾提供包括已設(shè)計(jì)驗(yàn)證完成之高性能3D Chiplet通用底座（Base Die）、高速片內(nèi)互連芯粒（IO Die）及高性能網(wǎng)絡(luò)加速芯粒（NDSA）等Chiplet多款產(chǎn)品，可根據(jù)客戶需求做定制化的整合。雙方共同合作提供完整的Chiplet SoC/Interposer設(shè)計(jì)整合、測(cè)試分析、外包采購(gòu)和生產(chǎn)規(guī)劃等先進(jìn)封裝服務(wù)；借助這一全方位解決方案，能加速系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品的整合設(shè)計(jì)，使得客戶能夠?qū)Ｗ⒂诤诵穆阈酒拈_(kāi)發(fā)，進(jìn)而縮短設(shè)計(jì)周期并降低研發(fā)成本。

甬矽電子擬投14.6億新增Fan-out和2.5D/3D 封裝產(chǎn)能

近日，科創(chuàng)板上市公司甬矽電子發(fā)布公告稱，甬矽電子發(fā)行可轉(zhuǎn)債擬募集資金總額不超過(guò)12億元，將用于多維異構(gòu)先進(jìn)封裝技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目、補(bǔ)充流動(dòng)資金等。

甬矽電子作為國(guó)內(nèi)封測(cè)企業(yè)中的新銳力量，從成立之初即聚焦集成電路封測(cè)業(yè)務(wù)中的先進(jìn)封裝領(lǐng)域，封裝產(chǎn)品包括倒裝（FC 類產(chǎn)品）、系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）、晶圓級(jí)封裝產(chǎn)品（WLP）、扁平無(wú)引腳封裝產(chǎn)品（QFN/DFN）、微機(jī)電系統(tǒng)傳感器（MEMS）5大類別。

上述提及的多維異構(gòu)先進(jìn)封裝技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目為集成電路封測(cè)行業(yè)最前沿的封裝技術(shù)路線之一。甬矽電子，公司將開(kāi)展“晶圓級(jí)重構(gòu)封裝技術(shù)（RWLP）”、“多層布線連接技術(shù)（HCOS-OR）”、“高銅柱連接技術(shù)（HCOS-OT）”、“硅通孔連接板互聯(lián)技術(shù)（HCOS-SI/AI）”等方向的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，并在完全達(dá)產(chǎn)后形成封測(cè)Fan-out系列和2.5D/3D系列等多維異構(gòu)先進(jìn)封裝產(chǎn)品9萬(wàn)片/年的生產(chǎn)能力。

臺(tái)積電布局先進(jìn)封裝技術(shù)3DBlox，推動(dòng)3DIC技術(shù)新進(jìn)展

在2024年臺(tái)積電OIP生態(tài)系統(tǒng)論壇上，臺(tái)積電重點(diǎn)討論了如何最大限度地提高3DIC（3D集成電路）的設(shè)計(jì)效率。其中3DBlox相關(guān)技術(shù)值得關(guān)注。據(jù)悉，3DBlox是臺(tái)積電推出的一個(gè)創(chuàng)新框架，包含標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言，旨在解決3DIC設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

早在2022年，臺(tái)積電就開(kāi)始探索如何展示其3DFabric產(chǎn)品，特別是CoWoS和InFO，它們是3DIC的關(guān)鍵技術(shù)。CoWoS使用硅中介層集成芯片，而InFO則使用RDL（再分布層）中介層。臺(tái)積電將這些方法結(jié)合在一起，創(chuàng)造出CoWoS-R和CoWoS-L，前者用RDL技術(shù)取代硅中介層，后者則集成了本地硅互連。

有了這些構(gòu)件之后，臺(tái)積電意識(shí)到他們需要一種系統(tǒng)的方法來(lái)表示其日益復(fù)雜的技術(shù)產(chǎn)品。這促成了3DBlox的誕生，它為表示臺(tái)積電3DFabric技術(shù)的所有可能配置提供了標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。通過(guò)專注于三個(gè)關(guān)鍵要素——芯片、芯片接口和接口之間的連接，臺(tái)積電能夠有效地模擬各種3DIC配置。

2023年臺(tái)積電已在芯片再利用和設(shè)計(jì)可行性方面進(jìn)行了深入研究，為早期設(shè)計(jì)探索引入了一種自上而下的方法。這種方法使臺(tái)積電及其客戶在獲得所有設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)之前，就能進(jìn)行早期電氣和熱分析。臺(tái)積電通過(guò)一個(gè)允許芯片鏡像、旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)，同時(shí)保持芯片信息主列表的系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了一種簡(jiǎn)化的方法來(lái)檢查多個(gè)芯片的設(shè)計(jì)規(guī)則。

到2024年，臺(tái)積電將面對(duì)3DIC系統(tǒng)日益增長(zhǎng)的復(fù)雜性，并制定新的戰(zhàn)略來(lái)解決這一問(wèn)題。關(guān)鍵的創(chuàng)新是將三維設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)分解為更易于管理的二維問(wèn)題，重點(diǎn)關(guān)注總線、TSV（硅通孔）和PG（電源/地線）結(jié)構(gòu)。這些元素一旦在三維平面規(guī)劃階段定位，就會(huì)轉(zhuǎn)化為二維問(wèn)題，利用現(xiàn)有的二維設(shè)計(jì)解決方案簡(jiǎn)化整個(gè)流程。

臺(tái)積電2024年的重點(diǎn)是最大限度地提高3DIC設(shè)計(jì)效率，主要圍繞設(shè)計(jì)規(guī)劃、實(shí)施、分析、物理驗(yàn)證和基板布線五個(gè)發(fā)展領(lǐng)域開(kāi)展。

在整個(gè)3DIC設(shè)計(jì)規(guī)劃，臺(tái)積電的關(guān)鍵創(chuàng)新之一是將單個(gè)TSV實(shí)體轉(zhuǎn)換為密度值，從而可以對(duì)其進(jìn)行數(shù)值建模。通過(guò)使用Cadence Cerebrus Intelligent Chip Explorer和Synopsys DSO.ai等人工智能驅(qū)動(dòng)引擎，臺(tái)積電能夠探索解決方案空間，并反向映射總線、TSV和PG結(jié)構(gòu)的最佳解決方案。通過(guò)這種方法，設(shè)計(jì)人員可以為其特定設(shè)計(jì)選擇最佳折中方案。此外，2024年還強(qiáng)調(diào)了芯片與封裝的協(xié)同設(shè)計(jì)。臺(tái)積電與主要客戶合作，共同應(yīng)對(duì)芯片和封裝團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)調(diào)挑戰(zhàn)，這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)以前是獨(dú)立運(yùn)作的。

此外，在3DIC設(shè)計(jì)中，多物理場(chǎng)相互作用（尤其是與熱問(wèn)題有關(guān)的相互作用）變得更加突出。臺(tái)積電認(rèn)識(shí)到，由于不同物理引擎之間的耦合效應(yīng)更強(qiáng)，因此3DIC中的熱問(wèn)題比傳統(tǒng)2D設(shè)計(jì)中更為突出。為解決這一問(wèn)題，臺(tái)積電開(kāi)發(fā)了一個(gè)通用數(shù)據(jù)庫(kù)，允許不同的引擎根據(jù)預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行交互和會(huì)聚，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)空間的有效探索。2024年推出的關(guān)鍵分析工具之一是翹曲分析，這對(duì)3DIC結(jié)構(gòu)尺寸的增長(zhǎng)至關(guān)重要。臺(tái)積電開(kāi)發(fā)了Mech Tech文件，為行業(yè)合作伙伴定義了促進(jìn)應(yīng)力模擬的必要信息，填補(bǔ)了半導(dǎo)體行業(yè)在翹曲解決方案方面的空白。

目前，通過(guò)與EDA伙伴合作，臺(tái)積電創(chuàng)建了一個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 (DRC) 平臺(tái)，可對(duì)天線效應(yīng)進(jìn)行建模和捕捉，確保在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮到天線效應(yīng)。2024年，臺(tái)積電還推出了針對(duì)3DIC系統(tǒng)的布局與原理圖 (LVS) 驗(yàn)證增強(qiáng)功能。

此外基板布線創(chuàng)新則是臺(tái)積電有所突破的基礎(chǔ)領(lǐng)域。臺(tái)積電三年前開(kāi)始研究Interposer Substrate Tech文件格式，到2024年，他們已經(jīng)能夠?qū)Ω叨葟?fù)雜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，例如在模型中包含淚滴形結(jié)構(gòu)。這一進(jìn)步更準(zhǔn)確、更詳細(xì)地展示了基板，對(duì)于3DIC領(lǐng)域出現(xiàn)的更大型、更復(fù)雜的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。臺(tái)積電通過(guò)3DFabric聯(lián)盟與OSAT伙伴合作支持這種格式。