【动态四】西门子EDA、杜邦、先进封装科技：产业专家共话SiP与先进封装技术前沿动态及趋势

在前三篇采访推文中，来自华封科技、爱德万测试；云天半导体、安似科技的专家们分享了SiP与先进封装技术前沿动态及趋势。下面一起来听听西门子EDA、杜邦、先进封装科技这三家封测产业链厂商的看法。

西门子EDA

亚太区技术总经理 李立基

话题1：2022聚焦布局哪些快速增长的市场热点应用领域？有哪些技术挑战和解决方案？

● 产业淘汰赛下，机遇与挑战并存

随着摩尔定律发展趋缓，通过先进封装技术来满足系统的微型化、多功能化成为大势所趋。随着5G、AI、物联网等技术的不断推动，我们触手可及的智能产品种类越来越多、功能也更加强大；同时也使海量的、多种多样的数据涌入网络，对芯片算力提出了更高的要求。如何应对复杂计算需求的成倍增加？多晶粒(multi-die) 3D IC封装成为形成产品差异化与竞争力的重要体现。

而机遇往往与挑战相伴，在3D IC封装需求日渐迅猛的当下，面临的挑战自然也是一重又一重，其中最根本的挑战来自于应用工具数据库的转变。芯片通用的GDS格式与PCB使用的Gerber格式有着根本上的差别，需要重新整合解决方案，以满足先进封装要求。此外，规模增长带来的复杂性也是需要重点关注的问题。在做2.5D/3D IC时，面对日益庞大的系统，需要考虑能否承担并验证。

另外一个值得注意的问题就是设计规划，如何将多个芯片怎样连接起来，用哪些工具去规划，哪个文档是正式“黄金参考”版本，这些都是需要事先确立的 —— 只有确立了规划，才能够进行后续的设计、验证。

● 3D异构封装虽好，但也面临新挑战

首先，在进行2.5D/3D堆叠之后由于集成度的大幅度提升，发热量变得更为集中。此时如何实现高效散热，避免过热令芯片失效？

其次，在芯片、中介层、基板膨胀、冷缩的过程中，机械应力的可靠性如何保障？

再者, 芯片之间的高频信号，是否能满足时序、信号完整性要求

最后，芯片堆叠完成后，如何测试上层芯片是否能正常工作，接线是否良好，堆叠过程中没有被损坏

相比传统的封装技术，2.5D/3D IC异构封装不仅仅是封装厂技术的革新，更为原有的设计流程、设计工具、仿真工具等带来挑战。

● 西门子EDA解决方案

面对众多难点，很多厂商都在积极开发一些解决方案，但有时候单靠制造解决不了问题。例如芯片设计中经常提到的“左移”，就是避免芯片做出后才发现问题，需要在设计时提前做一个数字孪生、通过仿真验证等把问题提前找出并解决，将潜在的风险降低。

西门子EDA在先进封装上其实已有多年积累，有一套成熟的端到端针对解决方案，结合了Xpedition, Hyperlynx, Calibre和Tessent技术，实现了快速有效的设计至GDS 签核。在设计环节提供异构计划和原型设计；在分析环节提供高速三维电磁场仿真工具平台，支持封装内高频寄生参数提取，及信号完整性和电源完整性仿真；在实现环节提供硅中介层和封装的物理实现；在验证环节提供2.5/3D 的DRC和LVS，已得到业界诸多认可; 其中，高密度先进封装解决方案通过三星Foundry最新封装工艺认证，获得2020年三星Foundry的 MDI（多芯集成）封装工艺认证。

2020年，西门子EDA凭借其解决方案获得台积电（TSMC）“联合开发3DIC设计生产力解决方案”年度OIP合作伙伴奖，并进一步与台积电深入合作，通过支持台积电最新技术认证的解决方案来实现下一代 SoC 和 3DIC 设计；2021年西门子EDA再度携手台积电，双方在云上 IC 设计以及台积电 3D 硅堆叠和先进封装技术系列——3DFabric方面达到了关键里程碑。

话题3：群雄竞逐先进封装，封装产业链企业如何保持核心优势？

未来，西门子 EDA将持续探索，综合运用电子与系统机械的工具，从芯片整体的角度为厂商提供更多的解决方案；同时通过参与芯片与芯片之间的沟通信号连接标准的制定，推动2.5D/3D IC异构封装集成的大范围应用。

而这些正是西门子EDA的价值所在。无论是在设计端或者是在制造端，西门子EDA都在积极地与合作伙伴寻找相应的解决的方案，为客户提供与时俱进的工具，助其直面挑战；向行业提供生态系统层面的支持，促进产业发展。

杜邦 电子互连科技业务

市场及业务开发总监 江宁

话题1：2022聚焦布局哪些快速增长的市场热点应用领域？有哪些技术挑战和解决方案？

● 封装基板市场机遇与挑战

封装基板产业在经历了2020年开始的新冠疫情之后，在整个PCB产业当中异军突起。根据行业研究机构Prismark数据，封装基板2020年市场规模突破100亿美元，未来五年将保持约14%的年均增长率。封装基板产业的发展，不但产值高速增长，而且展现了多样化的产品类别，对技术的要求也变得更严苛。

图1. 封装基板长期成长趋势（来源：Prismark）

高性能计算、人工智能对电子互连有更高的功能需求，需要更多的输入/输出接口数，5G和物联网驱动AP和RF射频相关技术，需要更高效能、更高频率和频宽，而市场趋势引领异质整合这一重要的技术趋势，通过2.5D及3D等多维度空间设计，将多个不同性质的电子元件整合进单系统级封装中（System in Package），如何将各种不同的芯片有效地整合，实现芯片、封装、系统和软件的协同，是我们面临的重大课题。

高度整合、高性能、微小化和工艺流程，是封装基板的技术趋势与挑战。整个半导体行业和印刷线路板的新技术开发被不断地推向更高的水平，特别是将高密度互联制造应用于小型化、高级封装和高性能这三个领域。市场在高频高速以及高信赖度方面，对先进材料金属化提出了新的要求，使金属化工艺流程面临更高的挑战；设备小型化要求在更小的空间放置更多的电子元件，必然导致线路的微细化，线宽线距越来越小；而芯片技术的变化，导致整个封装基板的面积越来越大，封装单位之间的整合度越来越高，不同的线路设计越来越多，不同的材料层之间的内力累积容易造成载板弯翘等问题，所以整个电镀均匀性比以往面临更高的要求。

图2. 封装基板的技术趋势与挑战（资料来源：杜邦）

● 先进技术与服务助力客户应对挑战

杜邦公司IC封装基板全流程解决方案与产品组合，包括先进SAP除胶渣、化学沉铜、电镀填孔、微细线路干膜，以及先进铜柱/凸块光阻与电镀，涵盖除胶渣、化学沉铜、电镀铜、干膜光阻、先进封装、增层膜、感光介电材料等各技术领域。杜邦公司丰富的金属化选项提供实现可靠 IC 封装的镀铜解决方案，提供与客户所选电介质兼容的金属化。杜邦公司紧跟IC封装的趋势，提供促进更好附着力的表面处理，化学镀铜加速沉积使介电层导电，以及盲孔填充、铜柱和重布线层 (RDL) 的电镀。我们专注于纯铜电镀，以在球栅阵列 (BGA) 和芯片级封装 (CSP) 的基板上实现更可靠的互连。高均镀能力带来出色的厚度分布。即使覆盖具有复杂几何形状的基板，杜邦公司金属化技术也能确保最高程度的可靠性。 

图3. 封装基板关键工艺 （资料来源：杜邦）

图4. 杜邦IC封装基板之全流程解决方案与产品组合（资料来源：杜邦）

封装基板市场充满机遇与挑战，业界不断推出创新解决方案，杜邦公司为封装基板定制的金属化材料和细线路技术，助力客户抓住机遇，解决日益复杂的技术问题，推动技术进步和科技创新。

杜邦公司提供样品制作、工艺整合以及技术支持，包括产品效能及信赖度模拟测试、测试样品设计及供应、全流程整合之打样实验线，以及世界一流水平之化验分析实验室，为客户提供全流程一站式服务，与客户共同成长。

深圳市先进封装科技有限公司

副总裁 / COO 罗来松

话题1：SiP和先进封装行业的技术现状及发展趋势

随着集成电路规模的迅速成长，芯片间数据交换也在成倍增长，传统的DIP、SOP等封装方式已经不能满足巨大的数据量需求。封装小型化、引脚数提高和低成本化已经成为封装技术三大关键趋势，是驱动先进封装技术快速发展的重要动能。因此BGA、SiP、MCM等先进封装应运而生，拥有先进封装技术的公司也将占有市场优势。现阶段我国集成电路封装市场中，DIP、SOP、QFP、SOT 等传统封装仍占据市场的主体，约占70%以上的封装市场份额；BGA、CSP、WLCSP、3D 堆叠等高附加值封装技术占比较小，仅占总产量的约20%。

成本方面，以传统DIP传统封装的产品为例，技术门槛相对较低，市场价格敏感且低廉，约在0.15元/颗左右，而以BGA形式的封装价格都在4元/颗以上，可以看出先进封装可以促进封装厂商产品附加值的大幅提升，对于企业来说，这无疑意味着盈利能力的提升。因此，建议集成电路封装企业可以布局并加大投入先进封装领域，提高企业的盈利能力及市场占有率。

话题2：国内外技术差距及竞争格局，如何实现该领域的自主可控？

随着半导体芯片前道制程的推进和摩尔定律的失效，半导体封测技术需求将不断增加，目前主要沿着两个路径发展：一种是晶圆级芯片封装（WLCSP），朝向上游晶圆制造领域以减小封装体积，逐步实现芯片级封装；另一种是系统级封装（SIP），将不同功能的芯片集成到一颗芯片上或模块化。CSP和3D等先进封装技术，是目前封装行业的热点和发展趋势，特别在3D封装技术上面，目前国内外封装公司处于同一起跑线上，未来我国的3D封装技术将具有广阔的前景！

9月15日至17日，第六届中国系统级封装大会暨展览（SiP China 2022）深圳站将与ELEXCON在深圳会展中心（福田）同期举办，从晶圆制造、IC封测到终端制造，助力推动中国封测产业技术革新与产业融合！

大会为期2天，拟邀请到30+重磅专家演讲人，分别来自：中芯国际、日月光、长电、通富微电、杜邦、贺利氏、天芯互联、Anysys、ASM、沛顿、深南电路、铟泰、图研、NI、合见、洁创、腾盛等企业，将共同商讨SiP与先进封测领域的技术创新、市场动态和应用案例。

▼SiP China深圳站大会热门议题：

• SiP组装与测试

• SiP异构集成

• 先进的SiP材料和互连技术

• SiP测试和设计解决方案

• SiP基板技术进展

• SiP组装设备

大会同期现场，ELEXCON设有嵌入式处理器/MCU、RISC-V专区、存储专区、嵌入式AI与FPGA、工业计算机/板卡、5G芯片与通讯模块、射频技术、车规级芯片与元件、电源管理芯片、功率器件、第三代半导体、MEMS/传感器等产品展示，即将汇聚一大波IC设计企业。

此外，现场还将打造『SiP系统级封装与先进封测』专馆，展示范围覆盖：SiP系统级封装、先进封测、晶圆级封测、Mini LED封装、OSAT封测服务、3D IC设计/EDA/IP工具、半导体设备与先进工艺、先进材料等技术新品及解决方案。

▼2022部分参展品牌（排名不分先后）

▼2021部分与会听众：

华为、海思、中芯国际、英特尔、三星半导体、vivo、OPPO、小米、京东方、中兴通讯、意法、安森美、矽电半导体、立讯精密、比亚迪、紫光展锐、长虹、西门子、联想控股、德赛西威、长城开发、沃特沃德、气派科技、中国电科集团公司第四十三研究所、爱立信、华润赛美科、天水华天科技、光弘科技、蓝思、胜宏科技、TCL通力、烽火通信、紫光同创、鹏鼎控股、天芯互联、甬矽电子、长安汽车、龙旗科技、南京电子设备研究所、晶方半导体、安世半导体、超威半导体中国、华宇电子、上海电子工程设计研究院、复旦微、伟创力、翔腾微电子、紫光国芯、深科汽车、中科院微电子所、中科院上海微系统所等。

2022年不容错过的封测行业盛会！

展商/演讲人火热召集中

期待您的加入！！

参展电话 0755-8831 1535

邮箱 elexcon.sales@informa.com