台積電的先進封裝是什麼?

2021-03-31

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台積電認為未來晶片性能的提升主要靠先進封裝。台積電在過去近十年相繼發展出了InFO、CoWoS等封裝技術並將其逐漸整合成3D Fabric先進封裝技術平臺。

         

2012年台積電與賽靈思一起推出了當時最大的FPGA,將四個相同的28nm晶片並排放在矽仲介層上,並為此開發出TSV(矽通孔)、RDL(再分佈層,re-distribution-layer)等技術,將其實現互連,並將該技術命名為CoWoS(Chip-on-Wafer-Substrate)。2017年台積電還推出InFO(Integrated Fan-out),使用polyamide film代替CoWoS中的矽仲介層,從而降低單位成本和封裝高度。CoWoS廣泛應於賽靈思、NVIDIA、AMD和華為海思等高端晶片上。

CoWoS是一種2.5D封裝技術,是先將晶片通過CoW(Chip on Wafer)的封裝過程連接至矽晶圓,再把CoW晶片與基板連接,整合成CoWoS。

     

InFO技術起源於FOWLP(Fan-out Wafer Level Packaging)扇出型晶圓級封裝。Fan-in即扇入型只能允許引腳的Solder ball在晶片表面下方,而Fan-out則可通過Epoxy澆鑄,允許引腳超過晶片,所以可以支援更多引腳,引腳密度更高。

     

第二是相比CoWoS,InFO的最大差別就是沒用基板,這就大大降低了封裝成本,畢竟基板要占到封裝成本的50%左右,再加上封裝尺寸可以做到更輕薄,更有利於散熱和降低功耗等,台積電早期的InFO技術就已經可以實現250微米的封裝厚度和10微米的RDL間距。基於InFO技術,台積電還相繼衍生出了InFO-Os、InFO-MS和InFO-PoP,可滿足不同需求的封裝要求。

       

台積電的下一代先進封裝技術是SoIC(System of Integrated Chips)積體電路系統,是從SoC演變而來,其技術核心是以關鍵的銅到銅結合結構,應用TSV工藝,將多個晶片粒以3D堆疊的方式集成在一起。目前台積電已經實現了12層堆疊。台積電強調SoIC技術不僅在能效上取得突破,而且也提供了延續摩爾定律的機會。