4月17号,长电科技发了个公告: 实现玻璃基TGV射频IPD性能突破!
在说TGV之前,得先说个背景。
芯片封装这件事,最近几年突然变得极其重要。为啥?因为摩尔定律的脚步在放缓,单纯靠把晶体管做小来提升性能,这条路越来越难走了。于是行业把目光转向了另一个方向,封装。
把芯片堆起来。把不同功能的芯片塞进同一个封装里。让它们像配合默契的团队一样协同工作。
这就是先进封装。
而玻璃基,就是先进封装里一条正在崛起的新路线。
芯片封装,传统的基底材料是啥?
树脂(俗称塑料)或者陶瓷。
这两种材料各有各的问题。树脂的问题是介电损耗高,信号跑起来衰减厉害,尤其在高频场景下,5G、6G这种波段,信号根本撑不住。陶瓷的导热好,但加工难度大,机械脆,还贼贵。
玻璃呢?
介电常数低,信号衰减就低。热稳定性好,加工起来相对容易。最关键的是,玻璃的透光性让它能做光学集成,这在未来光通讯时代是个巨大的优势。
就这三条,让玻璃成了半导体封装圈子里公认的「白月光」。
好,玻璃好,但玻璃有个致命问题。
它没法像硅那样直接刻电路。
硅上能做微孔,叫TSV(Through-Silicon Via,硅通孔),把芯片堆起来信号互联。玻璃上做孔,这个工艺难太多了,热膨胀系数不匹配、孔壁粗糙度难控制、孔与孔之间的间距做不小。
这就是TGV(Through-Glass Via,玻璃通孔)要解决的问题。
长电这次公布的成果,说到底就是他们在TGV这件事上实现了工程化突破。
具体是怎么做的呢?
两个关键词,玻璃通孔结构加上光敏聚酰亚胺再布线工艺。
TGV负责打孔,让玻璃上下能导通。
光敏聚酰亚胺再布线负责在玻璃表面重新布局电路,把射频的无源器件(电感、电容、电阻这些)做进去。
结合起来,就能在玻璃基底上构建三维集成的无源器件。
那这会带来什么?
射频前端模块里那些过去不得不占用宝贵芯片面积的电感、电容,可以挪到玻璃基底上来做了。芯片的面积就省出来了。
而且这次长电做的是晶圆级验证。
晶圆级是啥概念?
就是在整片晶圆上同时加工几百上千颗芯片,做完再切割。好处是效率高、成本低、一致性好。能过晶圆级验证,说明这个工艺是能被量产接受的,不是实验室里昙花一现的东西。
实测数据也支持这个判断。
他们做了完整的测试结构,射频性能达标,工艺窗口稳健。
5G到6G这个区间,对射频前端的要求是变态的。
带宽越来越宽,频率越来越高,功耗还得压低。这三件事放在一起,几乎是个不可能三角。传统的PCB方案已经摸到天花板了,SoC集成也受限于芯片面积。
所以行业在找第三条路。
玻璃基IPD,给这个困境提供了一个有竞争力的答案。
它的介电损耗低,适合高频。它的热管理好,支持大功率。它的工艺兼容性好,能跟现有封装线衔接。
这不是替代现有方案,而是给系统级封装多了一个选项。
长电科技,不是第一次在先进封装上秀肌肉了。
这家公司是国内封测领域的绝对龙头,全球排前三。这几年在Chiplet、在2.5D/3D封装、在TGV上一直在持续投入。
但技术归技术,商业归商业。
TGV这条路,目前还是成本偏高的阶段。玻璃基IPD真正大规模量产落地,还需要整个产业链的配合,材料厂商、终端客户、IDM厂,都得跟上。
所以这个公告的意义是啥?
证明了可行性。证明了工程路径走得通。
从「能不能做」到「能不能量产」,中间还有距离。但第一步已经迈出去了。
说到底,半导体这个行业,从来就不是靠一个技术点单打独斗的。
每一次进步,都是材料、设备、设计、封装一环扣一环往前拱。
TGV玻璃基这条路,我个人是长期看好的。
不是因为它听起来高大上,而是因为它解决的都是真实的工程问题,信号损耗、芯片面积、热管理。真正的问题被解决,只是时间问题。
剩下的,就是等成本曲线往下走。
这个时间,可能五年,可能十年。
但方向是对的。
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