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半導體先進封裝趨勢,3D Cu-Cu 混合鍵結技術的應用

隨著科技的迅速進步,半導體封裝技術也在持續演進,從傳統的1D PCB層級發展到最先進的3D混合鍵合技術。這項創新技術將半導體製造帶入了新的境界,實現了單微米甚至更小的互連間距,以及超過1000GB/s的帶寬。混合鍵合技術的應用範圍廣泛,對半導體產業未來發展具有重要意義。


混合鍵合技術採用了一種全新的方法,通過將介電材料(如SiO2或SiCN)和埋入金屬(銅)結合,建立了新型的互連結構-銅-銅混合鍵合。相比於傳統的微球技術,混合鍵合技術不僅實現了更小的間距,還帶來了I/O的擴展、帶寬的提高、3D垂直堆疊的改善、功率效率增強等多項優勢且無需填充材料來降低寄生效應和熱阻。然而,這種技術也面臨著製造複雜性和成本提高的挑戰。


在混合鍵合技術中,有三種主要的方法:晶片對晶片(D2D)、晶片對晶圓(D2W)和晶圓對晶圓(W2W)。每種方法都有其獨特的優勢和限制,影響著其在不同應用中的適用性。其中晶圓對晶圓鍵合是目前商業應用中最常用的方法,因其高通量和相對簡單的工藝步驟。


混合鍵合技術將為未來的半導體封裝帶來革命性的變革,並在HPC和人工智能等領域發揮關鍵作用。隨著技術的不斷進步,混合鍵合技術將為滿足日益增長的計算能力和效率需求提供強大支持,並為行業的發展開創新的可能性。




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