半导体行业技术发展与工艺解析及 半导体芯片清洗剂介绍

关于半导体行业“超越摩尔定律”和当前制造工艺的问题。这是一个非常核心且前沿的话题。

第一部分：什么是“超越摩尔定律”？

“超越摩尔定律” 是半导体行业发展的一个重要方向和理念，它并不是指“摩尔定律”失效了，而是指在继续追求晶体管微缩（“延续摩尔”）的同时，通过其他技术路径来提升芯片的整体性能和功能多样性。

为了更好地理解，我们可以将其与“摩尔定律”进行对比：

“超越摩尔”的主要技术路线包括：

1. 先进封装技术：这是“超越摩尔”最核心的领域。它不再只关注晶体管的缩小，而是关注如何把多个不同工艺、不同功能的芯片（如逻辑芯片、存储芯片、模拟芯片、射频芯片等）像搭积木一样高效地封装在一起。

• 代表技术：2.5D封装（如台积电的CoWoS）、3D封装（如台积电的SoIC）、扇出型封装（InFO）、硅桥、芯片粒等。

• 好处：大幅缩短芯片间数据传输距离，提升带宽和能效；可以混合搭配不同工艺的芯片，降低成本；实现更复杂、更紧凑的系统。

2. 异质集成：将基于不同材料（如硅、砷化镓、氮化镓、磷化铟等）的器件集成到一起，充分发挥各自材料的优势。例如，将硅基逻辑芯片和化合物半导体射频芯片集成，用于5G和射频前端模块。

3. 专用化与系统优化：不再一味追求通用处理器的性能，而是为特定应用场景设计专用芯片，如ASIC、FPGA、DPU等，通过硬件级优化实现极高的效率和性能。

总结来说，“超越摩尔定律”意味着半导体行业从过去单纯追求“制程微缩”的单一路线，转向了“制程微缩”与“系统级集成与创新”并重的双轨发展模式。

第二部分：目前全球半导体制造技术工艺有哪些？

半导体制造工艺非常复杂，可以从多个维度进行分类。这里主要从逻辑芯片的制程节点和特色工艺平台两个角度来介绍。

1. 先进逻辑工艺（延续摩尔之路）

这是目前台积电、三星、英特尔竞争的焦点，主要追求晶体管密度的不断提升。目前已经进入纳米以下时代，通常用“埃米”来称呼（1纳米=10埃米）。

• 7nm / 6nm：目前是成熟的先进制程，广泛应用于主流高端手机处理器、CPU、GPU等。

• 5nm / 4nm：目前是主流的旗舰制程。苹果A15/A16、骁龙8 Gen 1/Gen 2等芯片均采用。首次大规模采用EUV光刻技术。

• 3nm：目前已进入量产初期。苹果A17 Pro芯片（iPhone 15 Pro）率先采用。三星和台积电的3nm在晶体管结构上有所不同（三星采用MBCFET，台积电采用FinFlex）。

• 2nm（20埃米）：未来1-2年的焦点，预计2025年左右开始量产。将是环栅晶体管的重大突破。

• 台积电：计划2025年量产N2工艺，采用纳米片结构。

• 三星：计划2025年量产SF2工艺，同样采用MBCFET（纳米片结构）。

• 英特尔：非常激进，希望凭借Intel 20A（2nm等效，20埃米）和Intel 18A（1.8nm等效，18埃米）工艺在2024年重新夺回制程领先地位。其特点是率先引入RibbonFET（其环栅晶体管名称）和PowerVia（背面供电）两大革命性技术。

2. 成熟和特色工艺（超越摩尔之路的基石）

并非所有芯片都需要最先进的制程。许多芯片基于功能、成本和可靠性的考虑，采用成熟或特色工艺。

• 成熟制程：通常指28nm及以上的工艺。这是目前应用最广泛、需求最大的工艺平台。广泛应用于：

• MCU、电源管理芯片、显示驱动芯片、传感器、物联网设备、汽车电子等。

• 中国目前在这一领域大力投入，以解决“卡脖子”问题。

• 特色工艺：为了满足特定电学特性而开发的工艺，不完全追求线宽缩小。

• 射频工艺：用于制造5G、Wi-Fi等无线通信芯片。

• 高压工艺：用于制造电源管理、显示驱动芯片。

• 模拟/混合信号工艺：用于处理连续的模拟信号，如音频放大器、数据转换器。

• 嵌入式存储工艺：将闪存等存储器与逻辑电路集成在同一芯片上。

• MEMS工艺：用于制造微机电系统，如加速度计、陀螺仪、麦克风等。

总结与现状

全球半导体制造呈现出 “两条腿走路” 的格局：

1. 一条腿（延续摩尔）：台积电、三星、英特尔三巨头在5nm、3nm、2nm等先进制程上展开激烈竞争，争夺技术制高点和高端市场份额（如智能手机、高性能计算、AI加速器）。

2. 另一条腿（超越摩尔）：整个行业（包括上述巨头和众多其他厂商）在先进封装、异质集成和成熟/特色工艺上持续创新，以满足汽车、物联网、工业等更广阔市场对功能、成本和可靠性的多样化需求。

对中国而言，在全力攻克先进制程的同时，大力发展成熟制程和超越摩尔技术，是构建自主可控半导体产业生态更为现实和急迫的路径。

半导体芯片清洗剂-- 芯片封装前锡膏助焊剂清洗剂介绍：

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

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