12月18日消息,據(jù)《日經(jīng)新聞》報道,日本晶圓代工初創(chuàng)企業(yè)Rapidus已成功開發(fā)玻璃基板面板級封裝(PLP)技術,計劃2028年投入量產(chǎn),拉近與臺積電的差距。Rapidus計劃于SEMICON Japan 展會上,介紹其在玻璃基板面板級封裝(PLP)領域的最新進展。

△資料圖:英特爾展示玻璃基板
報道稱,Rapidus 打造了全球首款以大型玻璃基板切割而成的中介層原型。所謂中介層,是用來承載AI加速器中的GPU與高帶寬內存(HBM),并負責各元件之間的互連。
目前的中介層大多是硅基材料,需要直徑300毫米的硅晶圓切割而成,由于中介層本身通常為方形,因此產(chǎn)生會浪費不少材料,綜合成本較高。相比之下,采用面板級工藝生產(chǎn)的玻璃基板,不僅尺寸可以更大、生產(chǎn)效率更高,且本身是矩形,切割產(chǎn)生的浪費也少。更為關鍵的是,玻璃基板的成本要遠低于硅晶圓。
此外,與目前業(yè)界主流的有機基板相比,玻璃基板擁有優(yōu)秀的熱機械性能,熱膨脹(CTE)接近硅的同時,還可根據(jù)客戶設計進行調整開發(fā),支持更高溫度下的先進的集成供電;玻璃本身的高剛性也使得其不易變形,可支持尺寸穩(wěn)定性改進的特征縮放,也可以減少制程中產(chǎn)生的翹曲;玻璃優(yōu)異的超光滑表面質量,有助于生產(chǎn)更精密的布線層線路;玻璃還擁有優(yōu)越的電氣隔離特性,通過可調節(jié)的介電特性,可防止電信號互相干擾,實現(xiàn)優(yōu)越的電氣隔絕效果,可以提升約10倍通孔密度;玻璃還支持比12英寸硅晶圓大外形尺寸;玻璃基板的高透明度也為未來實現(xiàn)光信號集成和高速信號傳輸?shù)於ɑA。
此前,全球半導體制芯片造商當中只有英特爾、臺積電、三星在積極研發(fā)玻璃基板,相關材料公司Absolix、三星電機、LG Innotek也在發(fā)力玻璃基板。AI芯片大廠AMD也積極推動玻璃基板技術的導入。
《日經(jīng)新聞》報道稱,Rapidus 采用的是600×600毫米的方形玻璃基板,可大幅降低切割浪費,使單一玻璃面板可生產(chǎn)的中介層數(shù)量提升至原本的10倍。此外,Rapidus 原型中介層的表面積比其他中介層大30%至100%,可容納更大尺寸的芯片。
不過,玻璃基板的商用還面臨一些挑戰(zhàn)。比如,玻璃基板材質脆弱,在制程與運輸過程中容易破裂,且隨著面板尺寸放大,翹曲問題也更加明顯。而為了因應這些挑戰(zhàn),Rapidus招募了曾任職夏普(Sharp)等日本顯示器大廠的工程師,并于6月在日本千歲市的自有設施潔凈室內,展開原型制作。
至于面板級封裝(PLP),是指在大型矩形面板上處理芯片封裝,而非傳統(tǒng)的圓形晶圓?,F(xiàn)階段,面板級封裝主要用于某些汽車、電源、射頻(RF)與可穿戴裝置的扇出型面板級封裝(FOPLP),但尚未普及。
相較于晶圓級封裝,面板級封裝可提供更高效率的制造流程及更大尺寸封裝,但目前還沒有高階半導體封裝設備能在面板上實現(xiàn)類似前段制程。而用于AI 與HPC 封裝的面板級封裝技術,英特爾與三星等大廠也仍處于開發(fā)階段。

