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通富微电专家交流纪要

公司现在chiplet研发进展怎么样?

已经有能力做chiplet相关的堆叠封装产品。chiplet封装是2.5D、3D封装技术。现在很多量产的是2.5D封装技术,主要是DPU、CPU、XPU。国外主要是AMD,国内主要是中科海光、中科曙光、阿里、华为。后面发展比较迅速的是3D堆叠,可以实现异质(包括制程不同)多层堆叠。目前3D封装成熟量产的就是HBN,就是相同的DRAM进行上下堆叠,100多层,国际做到200多层。

AMD CPU封装是2.5D封装技术,苹果M1是2.5D封装。最下面是一块IC载板,往上是硅转接板,再往上可以放两颗SOC或GPU,三层结构2.5D。

3D发展很慢,只有存储产品,而且是同质上下堆叠。以前不能实现不同种类、不同工艺产品的堆叠,因为接口是不一样的,所以串起来也不能导通。今年很多大型公司在一起统一了芯片互联互通的标准,之后会有更多的半导体公司加入进来。有了这个标准化协议之后,芯片可以直接实现互联,这个就是chiplet这个概念。

确定互联协议后原有IP是不是都要改

原有IP要改,但是改动比较小,后续产品会根据协议标准去改

堆叠之后能不能把性能做上去

华为是大陆封测领域第一次做手机SOC的堆叠,只有他一家有这个构思。要2个14nm达到10nm的性能,5个14nm数量才能接近7nm。然后两个放到一起之后实际性能比不上真正更先进支持的,一个是传输速率,一个是散热,性能会有损失。

华为项目

华为项目现在公司在做,而且是小批量生产的状态。一个是通富微电,一个长电科技(绍兴),两个封测厂在做这个项目。

第一个项目是14nm+14nm 3D封装,做到10nm。实际上因为是堆叠的,所以尺寸、功耗、发热都有一些问题,所以最可能应用的是PC端。最有希望的是基站,然后是PC。解决了功耗和发热之后才会在手机上。目前基本能达到10nm制程的70%-80%。这个项目目前暂时在这边不怎么推进了,后续推进会放在华为自己做的封测厂里。

第二个项目是2.5D DPU、服务器CPU。两个SOC一左一右,周围一圈是其他IC,下面是硅转接板、IC载板。华为自己搞了一套转接的东西,可以实现接口互通。

价值量

2颗14nm SOC封装价值量是1颗10nm的2倍,堆叠很费事费工费钱。

华为给通富,8000-1万片每个月。20亿人民币一年,毛利率50%以上。明年下半年开始有量产,年底大批量出来。

长电和公司差不多。

设备采购

主要用的是电镀设备,来自盛美。1万片/12寸每月 需要3台,每台千万人民币。

固晶机/切片机,一部分用新益昌(不用光力科技),一万片对应10台,单台价值50万人民币。

明年上半年采购,3-8亿。电镀1.2亿(盛美),CMP 1台国产 300万(华海清科),切片 3台国产 150万(新益昌),测试机 华为指定买长川的 1-2台,1台200万。

SIP区别

系统和系统之间

现在AMD chiplet在封测上的安排,台积电做完给到公司是什么原材料,互联互通和散热分别在哪家做?

AMD互联互通是台积电做的interposer;散热是在公司这边做的。

台积电负责做interposer,类似于一颗没有功能的晶圆,内部做很多的线路PSV(硅通孔)连接技术,不在表面做东西,就是类似硅的基板。给到公司的是一片SOC晶圆、第二片晶圆是interposer、第三片存储晶圆、第四片是IO这些总线接口的晶圆、其他还有很多。公司拿到晶圆后都是晶圆级封装,封测完之后切割、重组。

不同芯片之间都是不能互联互通,所有都要用interposer连接。比如interposer晶圆可能左上角密集部分用来切给CPU互联、右上角稀疏给一些IO接口这些,都是按照规格数量区分好的。

EDA在资源库里给清楚信息填全就可以,自动设计出相应的interposer。

连接用的材料

芯片和interposer之间互联需要一些连接方式。chiplet互联会用先进连接方式,不用老式的打线,最早用上下垂直互联(锡球),现在用的是bumping工艺(小的半球形状的锡球),和micro bump。后面用PSV铜柱对接,通过铜跟铜之间共价键的连接(电镀设备)。

测试次数变化

2.5D封装需要2次测试,以前是7nm晶圆直接晶圆级封装,直接整个晶圆片测试,这是第一次。打磨、切割、划片,切到相应interposer最终产品是2.5D结构再进行测试,共2次测试.

3D封装在2次测试中间插入了一次垂直堆叠后的测试,也就是测试数量多一次。只是final test 时间变长。

所以采用晶圆级封装的芯片,测试机数量基本不会变多,不是晶圆级封装的测试机数量会增加。华为给的订单都是晶圆级封装的。

华为封装厂安排

2.5D在通富做,现在资本支出是3D会在他们自己封测厂出。

3D已经接过去了,未来在自己封测厂做。

现在有没有看过国内除了华为以外的公司在chiplet这块有进展?

只有华为做手机SOC 3D堆叠的项目。

现在车规级CIS芯片封装是不是可以做?晶方科技和韦尔他们合作进展?

通富技术可行,但是看不上。而且现在CIS封装已经不怎么缺了。

索尼大部分是COB封装(打线),技术门槛在于控制particle,打线容易把晶圆弄伤。晶方是晶圆级封装,只能做低像素,而且晶圆级封装可靠性比打线差。韦尔给他的车规是舱内CIS封装。