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有机芯基板的挑战,英特尔率先发起竞赛,三星和台积电加入其中

时间:2024-06-28 阅读量:82

英特尔率先发起竞赛,三星加入其中,而台积电则等待理想时机,组成三足鼎立之势。

 

在先进封装行业,随着玻璃芯基板的出现,创新竞赛已到达一个新的关键时刻,英特尔于 2023 年 9 月宣布了这一消息。这一新技术方向是在有机和陶瓷基板浪潮之后出现的,有望克服有机芯基板的挑战,以在芯片设计和制造成本方面将性能、效率和可扩展性提升到新的水平,从而顺应 HPC 和 AI 的大趋势。后者取决于技术的成熟度及其在终端市场的广泛应用。

 

玻璃作为一种材料,已在多个半导体行业得到广泛研究和集成。它代表了先进封装材料选择的重大进步,与有机和陶瓷材料相比具有多项优势。与多年来一直是主流技术的有机基板不同,玻璃具有出色的尺寸稳定性、热导率和电气性能。

然而,尽管有潜在的好处,但与任何新技术一样,玻璃芯基板也面临着一系列挑战,不仅对于基板制造商如此,对于设备、材料和检测工具供应商也同样如此。

 

Yole Group 半导体封装技术与市场分析师比拉尔·哈希米说,玻璃的易碎性给设备内部处理和加工带来了问题,这些设备不适用于玻璃破碎时产生的玻璃碎片,因此在制造过程中需要非常小心和精确。这对设备供应商和基板制造商来说是一个昂贵的挑战。此外,玻璃基板给检查和计量过程带来了复杂性,需要专门的设备和技术来确保质量和可靠性。

 

尽管存在这些挑战,但玻璃芯基板的采用仍受到几个关键因素的推动。对更大基板和外形尺寸的需求,加上芯片和异构集成的技术趋势,正在推动行业将玻璃作为一种潜在的解决方案。此外,一旦该技术成熟并得到广泛采用,玻璃的潜在成本效益将使其成为高性能计算 (HPC) 和数据中心市场的有吸引力的选择。

 

自去年 9 月以来,英特尔在支持玻璃芯基板方面的开创性努力为全行业采用奠定了基础。经过十年的研发努力和投入,以及 600 项与 GCS 相关的专利,英特尔宣布计划选择玻璃基板,为行业提供了指导和方向,鼓励其他参与者探索这项前景广阔的技术。仅仅几个月后,三星进入玻璃基板生产领域,标志着这项新兴技术历史上的又一个里程碑,凸显了英特尔举措的影响,人们对这项技术的兴趣和投资日益增长。在英特尔的努力的同时,Absolics 获得了由SKC 资助的 6 亿美元的首笔重大投资,标志着 GCS 的持续发展。这项投资意味着 Absolics 是第一家专注于生产玻璃芯基板的公司,只是与英特尔的技术不同。

 

此外,Absolics 和 SCHMID等新公司的出现,以及激光设备供应商、显示器制造商、化学品供应商等的参与,凸显了围绕玻璃芯基板新兴供应链形成的多样化生态系统。各方正在建立合作和伙伴关系,以应对与玻璃基板制造相关的技术和物流挑战,这表明各方正共同努力,充分发挥其潜力。

 

在此领域,玻璃通孔 (TGV) 是玻璃芯基板的支柱之一。TGV 为更紧凑、更强大的设备铺平了道路。TGV 有助于提高层间连接密度。这些通孔有助于提高高速电路的信号完整性。连接之间的距离减小可减少信号损失和干扰,从而提高整体性能。TGV 的集成可以通过消除对单独互连层的需求来简化制造流程。然而,尽管 TGV 具有诸多优势,但它也面临许多挑战。由于制造过程的复杂性,TGV 更容易出现可能导致产品故障的缺陷。

 

此外,TGV 通常意味着比其他解决方案更高的生产成本。对专用设备的需求加上缺陷风险可能会导致生产费用增加。最近,许多新的 TGV 相关专利已授予 LPKF 等激光设备制造商。这些进步有助于实现玻璃芯基板的商业化,同时解决与玻璃中介层相关的挑战。该解决方案可增强 GCS 和 Glass 中介层,为令人兴奋的下一代强大设备带来希望。

 

此外,玻璃芯基板和面板级封装 (PLP) 之间的协同作用正在推动这两个领域的创新。由于两种技术都采用类似的面板尺寸,因此它们为提高芯片密度、降低成本和提高制造效率提供了互补的机会。

 

玻璃芯基板代表着先进 IC 基板和先进封装领域的一个有前途的前沿。它们为下一代芯片设计和封装提供了无与伦比的性能和可扩展性。尽管挑战依然存在——所有新技术都是如此——但行业领导者和新进入者的共同努力正在为玻璃基板在各个终端市场的广泛采用铺平道路,其中人工智能芯片和服务器是重点。随着 GCS 技术的成熟和供应链基础设施的发展,玻璃芯基板有望重新定义先进封装的格局。

 


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