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异构集成(Heterogeneous Integration, HI)是将不同工艺节点、不同材料、不同功能的芯片或元件(如逻辑芯片、存储器、射频器件、光电子芯片等)通过先进封装技术整合在一个封装体内,以实现更高系统性能、更低功耗和更小体积的技术。它被视为延续摩尔定律的关键路径,并正在重塑半导体产业的竞争格局。

下面的表格系统性地梳理了异构集成的关键发展、主要类型以及其核心应用领域。
| 维度 | 关键内容 | 详细说明与示例 |
| 🏭 发展驱动与趋势 | 后摩尔时代的必然选择 | 随着半导体工艺微缩逼近物理与成本极限,单纯依靠制程进步提升性能的模式难以为继。异构集成通过系统级的“组合创新”突破瓶颈,成为产业共识。 |
| 从“封装”到“系统级协同设计” | 技术重心从单一的芯片封装,转向芯片、封装、材料、架构乃至软件的跨领域协同设计与优化,以实现最佳系统效能。 | |
| 产业链竞争新焦点 | 技术竞争从单一的制程工艺,扩展到包含中介层、键合、材料等在内的先进封装全链路。例如,围绕硅、有机、碳化硅(SiC)等不同材料中介层的研发成为全球竞争热点。 | |
| 🔧 主要集成类型与技术 | 2D/2.5D 集成 | 核心思想:将芯片在平面上并排集成,通过高密度布线互连。 |
| • 2D MCM:芯片直接置于有机基板上,互连密度相对较低,成本也较低。 | ||
| • 2.5D 中介层:芯片并排安装在硅中介层或有机中介层上,通过中介层内部的高密度线路和硅通孔(TSV)实现超高速互连。这是当前整合GPU与HBM的主流方案(如台积电CoWoS)。 | ||
| • 2.5D 嵌入式桥接:将小型硅桥(如英特尔的EMIB)嵌入封装基板,局部提供高密度连接,是性价比更高的方案。 | ||
| 3D 集成 | 核心思想:将芯片在垂直方向上堆叠,实现最短的互连距离和最高的带宽。 | |
| • 3D 堆叠:使用TSV和微凸块进行芯片间垂直互连(如HBM存储器)。 | ||
| • 3D 混合键合:通过铜-铜直接键合,实现更细间距、更高带宽和更低功耗的芯片堆叠(如台积电SoIC、英特尔Foveros)。此技术对表面清洁度、平整度要求极高。 | ||
| 扇出型封装 | 核心思想:将芯片嵌入环氧模塑料(EMC)等材料中重构为“晶圆”,在其上制造高密度再布线层(RDL)来扇出I/O。它取消了昂贵的基板和中介层,是追求高集成度、低成本的重要路径(如台积电InFO)。 | |
| 🚀 核心市场应用分析 | 人工智能与高性能计算 | 需求:处理海量数据,要求极致算力、超高内存带宽和能效。 |
| 应用:这是推动异构集成技术发展的最核心驱动力。通过将多个GPU/CPU Chiplet、高带宽内存(HBM)、I/O芯片等,利用2.5D/3D技术集成,打造专用于AI训练和推理的超级芯片(如NVIDIA GB200、AMD MI300X)。 | ||
| 高速通信 (5G/6G, CPO) | 需求:高带宽、低延迟、低功耗的数据传输。 | |
| 应用:将射频(RF)前端、毫米波天线、数字处理单元、甚至光引擎(CPO关键) 异质集成,实现更紧凑、高效的通信模块。面向CPO(共封装光学)的异质异构集成是前沿热点。 | ||
| 智能汽车与自动驾驶 | 需求:实时处理多传感器(雷达、激光雷达、摄像头)数据,要求高可靠性、低延迟和强算力。 | |
| 应用:通过异构集成,将传感器、处理单元、存储器和特定加速器紧密结合,打造高性能、高集成度的域控制器和计算平台。 | ||
| 物联网与消费电子 | 需求:小型化、低功耗、多功能集成。 | |
| 应用:将处理器、存储器、传感器、无线通信模块(如5G/Wi-Fi)等集成于超小尺寸封装内,广泛应用于智能手机、可穿戴设备等。 |
尽管前景广阔,异构集成的全面落地仍面临一系列挑战,同时也孕育着新的机遇。
关键技术挑战:主要包括:混合键合中的高精度对准(需≤100nm)、表面清洁与平坦化控制;异质材料间热膨胀系数(CTE)不匹配导致的翘曲和热应力问题;高功耗密度带来的散热难题;以及涉及设计、制造、封测等多个环节的复杂供应链协同。
产业链与生态机遇:异构集成正推动半导体产业模式从“纵向集成”向 “横向协作” 转变。大型产业联盟(如欧洲的HiCONNECTS项目、日本的JOINT3联盟)的出现,旨在整合设计、材料、设备、制造等各方力量,共同制定标准,加速技术产业化。这为具备特定技术专长的厂商提供了新的切入机会。
展望未来,异构集成的发展将呈现以下趋势:
材料创新:除了硅和有机材料,碳化硅(SiC) 因其优异的导热和绝缘性能,被视为未来应对千瓦级超高功耗AI芯片散热瓶颈的潜在中介层材料,尽管其制造难度极大。
新形态集成:玻璃基板因其优异的高频电学性能、可调的热膨胀系数和潜在的大面板加工优势,正在成为中介层和封装基板的新兴选项,受到英特尔等巨头关注。
设计范式革命:基于Chiplet(芯粒)的设计和UCIe等开放互连标准的成熟,将使得异构集成像“搭乐高”一样,让不同厂商、不同工艺的芯粒能更便捷地组合,进一步降低设计门槛和成本。
总而言之,异构集成已不仅是半导体制造的延伸,而是驱动未来计算、通信和智能系统的核心技术范式。它正在重新定义芯片的形态、产业的格局和创新的模式。
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。
研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。
运用自身原创的产品技术,满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求,打破国外厂商在行业中的垄断地位,为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。
推荐使用 水基清洗剂产品。
致力于为SMT电子表面贴装清洗、功率电子器件清洗及先进封装清洗提供高品质、高技术、高价值的产品和服务。 (13691709838)Unibright 是一家集研发、生产、销售为一体的国家高新技术、专精特新企业,具有二十多年的水基清洗工艺解决方案服务经验,掌握电子制程环保水基清洗核心技术。水基技术产品覆盖从半导体芯片封测到 PCBA 组件终端的清洗应用。是IPC-CH-65B CN《清洗指导》标准的单位。 全系列产品均为自主研发,具有深厚的技术开发能力,拥有五十多项知识产权、专利,是国内为数不多拥有完整的电子制程清洗产品链的公司。 致力成为芯片、电子精密清洗剂的领先者。以国内自有品牌,以完善的服务体系,高效的经营管理机制、雄厚的技术研发实力和产品价格优势,为国内企业、机构提供更好的技术服务和更优质的产品。 的定位不仅是精湛技术产品的提供商,另外更具价值的是能为客户提供可行的材料、工艺、设备综合解决方案,为客户解决各类高端精密电子、芯片封装制程清洗中的难题,理顺工艺,提高良率,成为客户可靠的帮手。
凭借精湛的产品技术水平受邀成为国际电子工业连接协会技术组主席单位,编写全球首部中文版《清洗指导》IPC标准(标准编号:IPC-CH-65B CN)(“Guidelines for Cleaning of Printed Boards and Assemblies”),IPC标准是全球电子行业优先选用标准,是集成电路材料产业技术创新联盟会员成员。
主营产品包括:集成电路与先进封装清洗材料、电子焊接助焊剂、电子环保清洗设备、电子辅料等。
半导体技术应用节点:FlipChip ;2D/2.5D/3D堆叠集成;COB绑定前清洗;晶圆级封装;高密度SIP焊后清洗;功率电子清洗。
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