据日经新闻报道,Rapidus计划在本周的SEMICON Japan展会上,介绍其在玻璃基板面板级封装领域的发展。该公司将自己定位为一家提供前端半导体制造和后端封装的垂直整合芯片制造商。玻璃基板面板级封装是未来几年即将出现的最先进的芯片封装技术之一。

Rapidus研发的核心是600毫米 x 600毫米的玻璃面板,用于制造高端多芯粒处理器(例如用于人工智能和高性能计算加速器的处理器)的基板。这意味着Rapidus计划同时采用面板级封装和玻璃核心基板技术,从而超越竞争对手。这是一步险棋,但或许是必要的,因为该公司只计划为有需要的客户提供领先的制程技术和最复杂的封装技术。该公司自6月以来一直在进行玻璃面板实验,因此其面板级封装和玻璃相关技术仍处于非常早期的阶段。
目前先进的封装技术(如台积电的CoWoS)依赖于具有精细间距重布线层和硅通孔的硅中介层,以实现图形处理器和高带宽内存堆栈的电连接。这类中介层是在300毫米硅晶圆上使用类似前端半导体制造的步骤进行加工的,但在完成后,它们会被放置在有机封装基板上。
之所以使用硅,是因为它支持非常高的布线密度、严格的尺寸控制,并且其热膨胀行为被设计为与逻辑芯片和存储芯片相匹配。然而,有机基板的特性有时无法与硅中介层相匹配(布线密度有限、大尺寸下易翘曲、热稳定性和机械稳定性较差等),这就是为什么像AMD、英特尔和三星这样的行业巨头正在为他们的下一代封装流程探索玻璃核心基板。
与传统有机材料相比,玻璃基板具有明显的优势,包括优异的平整度,可实现卓越的尺寸控制,这对于由多个芯粒构建的先进系统级封装中的密集互连至关重要。此外,玻璃提供更强的热性能和机械刚性,使其能够承受数据中心级系统级封装典型的高工作温度和更严苛的条件。因此,玻璃基板特别适合那些倾向于依赖大型、复杂且对散热要求高的多芯片封装的人工智能和云处理器设计。然而,玻璃基板目前仍在开发中,尚未进入大规模生产。
面板级封装是指在大型矩形面板而非圆形晶圆上加工芯片封装,目前主要用于一些汽车、电源、射频和可穿戴解决方案的扇出型面板级封装,尽管尚不普遍。与300毫米晶圆相比,面板级封装具有明显优势:可以提供更高效的制造和更大的封装尺寸。然而,目前还没有更高端的半导体封装工具能够在面板上实现类似前端的加工。因此,用于人工智能和高性能计算封装的面板级封装在英特尔和三星仍处于开发阶段。尽管如此,正在进行的玻璃基板研发工作表明,面板级封装最早可能在2020年代末变得可行,最初是作为一种替代大型有机基板的方式,并可能补充(但非完全替代)先进人工智能系统级芯片中的硅中介层。
与此同时,Rapidus似乎计划从一开始就将面板级封装与玻璃基板结合起来,尽管目前尚不清楚其具体时间表。无论如何,Rapidus引领行业的雄心,清晰地凸显了该公司从一开始就立志成为领先芯片制造商的激进计划。



