cipa 2024成功召开，揭秘ic先进封装机遇与挑战-yb体育app官网

7月12-13日，以“共筑先进封装新生态，引领路径创新大发展”为主题的第十六届集成电路封测产业链创新发展论坛（cipa 2024）在苏州举行。同期，分论坛半导体设备与材料专题对接会成功召开，论坛邀请了行业专家与代表性企业，探讨设备创新、材料研发及应用趋势，其中，北方华创、盛美半导体、华海清科、雷博微电子、德邦科技、飞潮新材、润玛股份、北京中电科等企业代表均莅临现场，并发表了相关主题报告演讲。

论坛开始，北方华创刻蚀事业部先进封装工艺经理吕超首先发表了《先进封装关键工艺及成套设备yb体育app官方下载的解决方案》的主题演讲，他表示，在chatgpt席卷全球之后，各种各样大模型如雨后春笋般涌出，例如百度文心一言、阿里通义、科大讯飞的“星火”等，这些大模型的需求对于算力需求是非常广泛的，算力在此模型和训练运营中是核心基础。因此，gpu、光芯片、chiplet等支撑ai算力的基础技术需求不断提升，这将带动整个半导体芯片的发展。而算力芯片的需求给先进封装带来了哪些影响？吕超提到两个方面，第一，单颗芯片本身延续“摩尔定律”，延续先进制程节点的发展，往晶体管尺寸微缩方向发展。第二，通过先进封装将不同芯片通过3d、2d、5d堆叠的方式进行高密度互连，从而实现系统级芯片性能的提升。

吕超指出，在先进封装2.5d、3d tsv先进封装技术里面，会发现互连密度会越来越高，同时功耗也在进一步降低。这里面封装互连的技术会从传统wire bond到bump to pcb，再microbumps再到现在2.5d、3d tsv，以及后面的键合技术，它的互连密度越来越高。这里面tsv技术互连密度相对较高，未来通过tsv以及键合技术可以实现多种不同功能芯片堆叠互连。

针对于tsv技术和背面露铜技术，吕超介绍到，在tsv技术方面，公司pse v300 di进行tsv刻蚀，可以实现不同的生宽比条件下，从10：1到18：1的高生宽比tsv刻蚀的形貌较优。背面露铜（cu）技术方面，cu工艺有两种，一个是bvr，一个是bfr工艺，bvr工艺是在刻蚀之前，铜柱是埋在硅里面的，所以它的选择比会比较高，对于铜污染的控制会比较好；bfr工艺是cnp将铜柱给露出来，所以bfr工艺刻蚀的时候是见铜的，所以这个区域内的铜污染一定要能够控制。公司bfr露铜工艺的hp 300di，解决了由于见cu对于wafer当中的缺陷，同时具备的三维立体桶结构能够容忍空间里面的铜污染。

目前北方华创引入了业内先进的ipd研发流程架构，研发流程效率较高，实现了服务于六大产品的平台，包括刻蚀、pvd、cvd、ald、furnace，以及wet等等。针对先进封装领域，公司提供了20余种装备，包括furnace、pvd、刻蚀、清洗等等，基本上涵盖了整个先进封装，包括2d、5d、3d tsv等都提供了相应yb体育app官方下载的解决方案。

铟泰公司高级技术经理胡彦杰带来《半导体封装一级互连低温焊料探索与发现》主题演讲，主要针对目前相对成熟的低温焊料和工艺、项目背景和低温焊料驱动力等内容进行了讲解。胡彦杰提到，成熟的低温焊料工艺列为几个部分，第一类是低温合金焊料，金属焊料熔点从低到高这里列出几个，包括铟锡、铋锡、铋锡银、铟银、铟镓、纯铟、锡铟银。第二类大的低温材料类似于导电胶，主要是环氧基混合金属粉使用，主要问题是导热导电性一般弱于合金焊料。第三类是银、铜烧结材料和瞬态液相材料，这类材料导热导电性非常好，但是成本比较高，很少用作封装一级互连，目前主要用于高功率半导体或功率模块应用。第四类是低温铜-铜直接键合，这类应用一般用在<10um小间距，但问题是工艺复杂、材料兼容、投资也比较高，键合强度稍微比较低。目前来说，可以用在封装一级互连的低温焊料首先就是锡铋基合金材料。

胡彦杰提到关于锡铋基，将会用低温焊料来说明，这是因为它处于普通无铅焊料和低温中间，叫mts（中温焊料）。在wlp256元件测试时，在不同回流条件下，各项特征指标均优于sac305。在210度条件下是最佳的，在这个回流条件下，它“刚刚形成”比较均匀的焊点形态。此外，在200度可以观察到混合焊点形态，比如210度以上全部都是很均匀的焊点状态，mts和sac在tct测试后失效模式比较接近。最后我们发现铟、银可能参与了界面金属的形成，这可能就是焊点性能提升的一个原因，更多的相关研究还在进一步调查中。

盛美半导体股份有限公司工艺副总裁贾照伟发表了《国产化高端集成电路湿法装备的挑战和机遇》主题演讲，主要围绕先进封装领域的湿法设备进行讲述。他提到，目前cowos技术正火热，里面涉及到的互连技术以及搭配着一些清晰的湿法技术带来了很多高的要求，并介绍了在设备开发过程中遇到的一些痛点，包括硬件/wafer、工艺、chiplet等方面。

贾照伟表示，先进封装越来越先进，其中关键的设备用到了前道大马士革电镀机，针对前道14纳米、7纳米的均在客户端，目前都在量产，同时还有3d tsv即高生化米的4:1，包括ap也都在量产。其中3d系列，一个是hbm里面的，还有一个是intoerposer 2.5d，目前客户端有很多机台在用，大于10台都在量产。而ap系列除了tsv和intoerposer以外，还有很多常规的mega pillar，micro bump，最大的配置公司可以到20个电镀腔，4个阈值4个清洗，均匀性也是可以达到业内主流电镀机的一个水平，目前装机量也基本上超过50台。

华海清科股份有限公司磨划装备事业部总经理刘远航带来的题目是《面向先进封装的晶圆减薄装备及工艺yb体育app官方下载的解决方案》，讲述了先进封装减薄技术应用领域与发展趋势、以及公司晶圆减薄产品发展历程等内容，他认为，“摩尔定律”逐渐接近极限，相关设计和制造的迭代速度都逐渐放缓，芯片设计制造面临挑战急剧增加。现在通过减薄技术可以实现多层晶圆堆叠，成为“后摩尔定律”时代晶圆芯片制造技术的主流发展方向。通过多层堆叠可以实现有限面积内功耗更小、体积更小、器件密度更高，以及运算速度更快。

刘远航表示，先进封装技术可以说是引领下一个芯片制造技术时代的迭代升级，成为行业发展的新方向。通过减薄实现多层晶圆的堆叠，在算力提升、带宽提升等方面都能够起到更好的作用。目前几家国际大厂都推出了自己先进封装技术方案，不管是emib、cowos、soic，还是x-cube，其实先进封装肯定是未来的主流发展方向。全球先进封装的规模有望从2022年的429亿美金，增长到2028年的786亿美金。

刘远航介绍称，华海清科主业为cmp，近两年公司逐渐围绕先进封装磨、抛减薄设备推向客户端。公司推出了减薄抛光一体机（gp300系列型号），与现在国际上对标竞品完全不同，包括两zone，三个chuck table的超精密磨削单元，也集成了华海清科先进cmp工艺单元，以及水平模式的后清洗。这样减薄实现快速砂轮打磨和材料的去除，再经过cmp实现相应的表面质量以及损伤的去除，最终实现高洁净度、高平坦度，以及高效的减薄加工。gp300集成了多分区抛光单元之后，能够对晶圆ttv实现前置和后置比混控制，能够不断突破减薄对ttv控制能力极限，使压力控制更加灵活。

刘远航透露，截至目前，公司有超过500台的cmp机台，覆盖几乎国内所有8/12寸产线。2023年出货cmp12寸150台，国内新增市场公司已经占到50%以上，横向去看就是减薄、离子注入、湿法设备，公司也在横向并行拓展。

江苏雷博微电子设备有限公司高级工艺经理王良栋发表了《补齐bumping设备国产化的最后一块短板——晶圆级甲酸回流机》主题演讲，主要讲解了先进封装的崛起、无助焊剂甲酸回流、旋转式甲酸回流机、单腔式甲酸回流机等部分内容。他指出，先进封装采用先进设计思路和集成工艺，对芯片技术封装级重构，能有效提高系统能量密度，主要分为导倒装焊（flip chip）、晶圆级封装（wlp）、2.5d封装和3d封装。先进封装包含四个要素分别是rdl、tsv、bump、wafer。其中rdl起到水平方向的互连；tsv起到垂直方向的互连；bump起到硬力缓冲和互连；wafer作为集成电路的载体以及rdl和tsv的介质和载体。

王良栋称，公司旋转式甲酸回流机有三种加热方式，第一种热传导，当晶圆直接与热板进行贴合的时候就是热传导，这个时候就提供非常快速的升温；第二种热对流，晶圆和热板是非接触的，这样就起到降低升温速率的作用；第三种晶圆贴合在热板一段时间之后温度得到稳定，这个时候就起到保温的作用。通过这三种不同加热方式组合，就可以调节出想要任意一种回流温度曲线。

王良栋强调对于先进封装bumping产线来说，几乎所有设备都已经做到国产化，除了最后回流工序设备，目前还是以进口为主，公司经过多年的研发，目前已经成功在头部封装厂实现晶圆级甲酸回流机量产。

飞潮（上海）新材料股份有限公司yb体育app官网的技术支持经理李楹轩发言主题为《含硅废水资源化利用及过滤分离yb体育app官方下载的解决方案》，传统行业半导体废水种类非常多，像酸碱废水、含硅、含氟、含铵类、有机类、重金属等等这些废水如何回收利用，他指出，传统方案大多是直接把废水添加絮凝剂，添加酸碱ph调整，经过沉降。沉降以后的固体废物经过板框压滤，然后把板框压滤废物收集起来，打包给外面做固废处理。经过一系列研究发现，含硅废水，尤其是像减薄、切割、研磨一系列废水有一个特点，里面含硅纯度比较高。除了硅的杂质之外，其他的化学成分比较简单单一，可以回收的经济价值非常高。

飞潮新材成立于2003年，致力于过滤新材料技术研发，主要涵盖三大业务（过滤分离先进材料、高端过滤分离设备与元件、工艺流体净化yb体育app官方下载的解决方案），旨在构建全生命周期服务的一种模式，公司涵盖上海和无锡两大工厂。李楹轩表示，通过公司的纯物理sf-dycera系统，组合一套纯物理系统完全可以实现过滤需求，就没有凝絮剂、酸碱ph等其他化学成分添加。回收处理的水完全满足uf水的需求，可以直接进uf系统。sf-dycera系统实现了在线固向滤饼脱出以及滤饼的收集，就是我们完全不需要人工参与，也不需要添加凝絮剂，没有任何添加。并介绍，sf-dycera系统的特点，包括可回用的母液（进来的水和出去的水）>90%，以及一部分硅粉回收率>99%，固废含量降低30%，甚至可以说是降低到为0，整个设备回收周期小于18个月。

东莞德邦翌骅材料有限公司协理沈双双带来了《固晶材料的应用，前景与未来》主题演讲，德邦科技是致力于做各种粘接剂公司，到目前为止，国内有6个生产基地。产品粘结剂种类非常广，主要集中在集成电路、智能终端、新能源、高端装备，当然还有一些其他的特殊材料，比如导电、导热、胶膜（划片端）。随着市场的需求，除了在东莞工厂，新的昆山工厂也有一条daf产线。

沈双双表示，目前固晶胶水在国产化占比还是相对比较高的，但是daf国产基本上等于0。随着市场的需求以及市场的竞争，公司陆续推出包括首家低银技术、替代银技术、daf技术和cdaf技术等。其客户群包括中国大陆前三大长电科技、通富微电、华电以及台湾的矽品跟日月光等。

江阴润玛电子材料股份有限公司研发总监何珂发表了《先进封测领域湿电子化学品发展趋势》主题演讲，他表示，随着集成电路半导体不断发展，湿电子化学品需求在不断增长。根据数据，2020年全球集成电路湿化学品市场规模52.3亿美元，同比增长6.13%，2021年也大幅度增长。据中国电子材料行业协会推算，2021年会达到61.7亿，同比增幅18%，预计2025年将会进一步增加到75.5亿美元。

湿电子化学品又称工艺化学品，是微电子、光电子湿法工艺用的，包括湿法刻蚀、去胶、清洗制程中使用的各种液体化工材料，广泛应用于芯片、显示面板、太阳能电池、led等元器件微加工的清洗、光刻、显影、蚀刻、掺杂等工艺环节配套使用的。从晶圆制造与封装测试的应用特征来看，何珂指出，前道工序对化学品的侧重点在于其纯度和精度的要求，后道封装则注重于功能型产品要求。先进封装根据其特色工艺需求会用到特种的蚀刻液，比如说铝、铜、钛钨、金等各类金属蚀刻液，其对于湿电子化学品的功能型要求提出更高的挑战。

何珂介绍到，润玛股份于2002年成立，主要做湿电子化学品，其全资子公司中德电子材料目前在2018年正式生产许可，公司产品主要做湿电子化学品，主要分为三块，光刻胶剥离及配套材料、高性能蚀刻液（氮化硅、碳化硅，包括金属类封装应用导体材料蚀刻液）、通用湿电子化学品（像氢氟酸、硝酸、氨水、双氧水、异丙醇、nmp等湿电子化学品）。

目前，先进封装进入到“后摩尔定律”时代，先进封装与传统封装最大的区别在于，芯片与外部连接方式，新的先进封装技术包括凸块（bump形式）、倒装（flip chip）、wafer level package、tsv技术等。而关于如何把芯片做得更小、做得更薄以及封得更薄仍是是业界十分关心的重点问题。

北京中电科电子装备有限公司市场总监冷生辉在《面向先进封装的磨划整体yb体育app官方下载的解决方案》演讲中，主要讲解了先进封装发展趋势、面临的挑战以及磨划整体yb体育app官方下载的解决方案等内容，他指出，最为常规减薄解决方式分为两种，一种叫做ln-feed，一种叫做creep feed。ln-feed的减薄方式是其轴向下进行轴向进给，晶圆和承载台进行旋转，在进行进给的时候进行减薄的过程。creep-feed主要就是晶圆横向进给，主轴总向进给进行减薄，最主流的还是ln-feed形式。另外的两种特殊工艺减薄技术：一种是talko，进行局部减薄，以应对igbt对于薄化的需求，用这种技术可以解决后道一些搬送，还有退回来加热的工艺。另外就是载板磨削技术，通过临时键合将上层的材料进行减薄。

冷生辉进一步指出，基于四种减薄技术，提出了一种晶圆背面减薄方案，即双轴背面减薄设备。该产品能满足8寸和12英寸晶圆自动减薄，通过z1精磨和z2粗磨，加上清洗实现全自动化加工方式。它能够将晶圆减薄到80微米左右，这是面临的挑战。能够达到的ttv，大概在1.5个微米以内，粗糙度要看客户的选择。同时，还有针对先进封装超薄晶圆减薄的方案-lnline设备，于背面减薄多出了一个z3轴，搭配着后面四贴膜一体机，可以实现晶圆达到50微米以下的减薄。