中國2.5D/3D先進(jìn)封裝技術(shù)在AI時(shí)代的戰(zhàn)略布局與發(fā)展動(dòng)態(tài)

隨著人工智能產(chǎn)業(yè)對芯片性能、能效比和集成度的需求持續(xù)攀升，2.5D/3D先進(jìn)封裝技術(shù)已成為突破物理極限、提升AI算力的關(guān)鍵路徑。中國在該領(lǐng)域通過產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同布局，正逐步縮小與國際領(lǐng)先水平的差距，形成從技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的全鏈條推進(jìn)態(tài)勢。

中國2.5D/3D先進(jìn)封裝技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈布局

前道晶圓制造環(huán)節(jié)：技術(shù)追趕與研發(fā)布局并行

• 國際對標(biāo)與國內(nèi)突破：臺積電、三星等國際廠商憑借混合鍵合（Hybrid Bonding）等技術(shù)占據(jù)領(lǐng)先地位，中國廠商中芯國際和武漢新芯已實(shí)現(xiàn)2.5D中介層供應(yīng)及3D混合鍵合量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，聯(lián)電則通過與封測廠合作提供硅中介層解決方案。

• 技術(shù)路徑探索：中芯國際在2.5D和3D領(lǐng)域進(jìn)行全面研發(fā)布局，武漢新芯作為國內(nèi)較早布局3D IC技術(shù)的企業(yè)，已具備硅中介層和混合鍵合的量產(chǎn)能力，為AI芯片提供高密度互連支持。

后道封測環(huán)節(jié)：國內(nèi)廠商多點(diǎn)開花

• 硅中介層與有機(jī)RDL方案并進(jìn)：盛合晶微較早布局硅中介層的2.5D封裝，長電科技、通富微電在有機(jī)RDL中介層方案上實(shí)現(xiàn)國內(nèi)較早量產(chǎn)，華天科技推出eSinC 2.5D平臺，甬矽電子正推進(jìn)2.5D產(chǎn)業(yè)化。

• 國際合作與客戶驗(yàn)證：國內(nèi)封測廠商產(chǎn)品已進(jìn)入臺積電、英特爾、日月光等國際供應(yīng)鏈，例如飛凱材料的臨時(shí)鍵合解決方案和ULA錫合金微球（球徑低至50μm）已適配2.5D/3D封裝需求，填補(bǔ)國內(nèi)基板材料空白。

材料與設(shè)備環(huán)節(jié)：關(guān)鍵材料國產(chǎn)化突破

• 材料端：飛凱材料開發(fā)的臨時(shí)鍵合膠、光敏膠、清洗液系列產(chǎn)品，以及Ultra Low Alpha錫合金微球（ULA），已通過國際客戶驗(yàn)證，解決先進(jìn)封裝用基板“卡脖子”問題。

• 設(shè)備端：國際設(shè)備廠商如ASMPacific、Kulicke & Soffa、EVG等主導(dǎo)互連工藝設(shè)備市場，國內(nèi)設(shè)備商正加速追趕，聚焦熱壓鍵合（TCB）、混合鍵合等關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)。

2.5D/3D技術(shù)對AI芯片產(chǎn)業(yè)的核心價(jià)值

性能提升與成本優(yōu)化雙重驅(qū)動(dòng)

• 高密度互連突破物理極限：2.5D通過硅中介層實(shí)現(xiàn)芯片并排高速互聯(lián)，3D通過TSV垂直堆疊縮短信號路徑，顯著降低延遲、提升帶寬，例如3D封裝可減少AI芯片數(shù)據(jù)訪問延遲，降低發(fā)熱，滿足深度學(xué)習(xí)實(shí)時(shí)處理需求。

• Chiplet模式降低設(shè)計(jì)成本：將大芯片分解為多個(gè)芯粒（Chiplet），通過先進(jìn)封裝拼接不同工藝節(jié)點(diǎn)的模塊，降低良率損失和制造成本，例如AMD MI250X GPU采用2.5D封裝實(shí)現(xiàn)GPU間高速通信，Intel Foveros 3D封裝提升處理器能效比。

適配AI算力需求的技術(shù)特性

中國AI芯片先進(jìn)封裝的發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)

技術(shù)演進(jìn)方向

• 互連工藝迭代：從批量回流焊（Mass Reflow）向熱壓鍵合（TCB）、混合鍵合（Hybrid Bonding）升級，連接點(diǎn)間距持續(xù)縮小，密度提升以支持更高帶寬。

• Chiplet與先進(jìn)封裝深度融合：國內(nèi)廠商正探索Chiplet設(shè)計(jì)與2.5D/3D封裝的協(xié)同優(yōu)化，例如通過異構(gòu)集成整合計(jì)算單元、內(nèi)存和I/O接口，提升AI芯片能效比。

面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對策略

• 設(shè)備與材料國產(chǎn)化率待提升：混合鍵合設(shè)備、高端光刻膠等仍依賴進(jìn)口，需加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作，如飛凱材料與下游封測廠聯(lián)合開發(fā)適配工藝。

• 標(biāo)準(zhǔn)與生態(tài)建設(shè)滯后：需推動(dòng)國內(nèi)Chiplet接口標(biāo)準(zhǔn)（如UCIe）的統(tǒng)一，加速IP核共享與測試認(rèn)證體系建設(shè)，降低企業(yè)應(yīng)用門檻。

中國在2.5D/3D先進(jìn)封裝領(lǐng)域的布局已形成“制造-封測-材料”協(xié)同推進(jìn)的格局，未來通過政策支持（如“人工智能+”行動(dòng)）與技術(shù)創(chuàng)新雙輪驅(qū)動(dòng)，有望在AI芯片封裝領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從“跟跑”到“并跑”的跨越，為新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展提供底層技術(shù)支撐。

先進(jìn)封裝芯片清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。