封装级集成是第一个突破，随后是晶圆级集成，它提供了至少十倍更高的连接密度、更小的尺寸（适用于对尺寸敏感的应用）和更优异的性能。.
晶圆级集成涵盖了多种集成电路封装技术，例如扇上封装、芯上扇上封装、高密度扇上封装、2.5D 和 3D 封装。然而，只有凸点间距小于 100 µm 的半导体封装技术才被认为是“先进”的。这包括高密度、2.5D 和 3D 集成电路封装技术。
从 2.5D 混合集成到完全 3D 垂直集成的过渡对于未来以数据为中心的应用至关重要，本文将重点讨论这一过渡。
从2.5D到3D封装过渡的主要挑战在于如何缩小凸点间距。在2.5D集成电路封装中，凸点间距通常为25µm至40µm，具体数值取决于中间层材料。然而，对于3D堆叠封装，凸点间距必须缩小到个位数µm，甚至小于1µm。台积电（TSMC）报告称，N7/N6芯片堆叠的凸点间距为9µm，N5芯片堆叠的凸点间距为6µm。预计N3芯片堆叠的凸点间距将缩小至4.5µm，并在未来的集成电路中继续缩小。堆叠两个凸点间距较小的芯片是一项重大挑战，因为必须实现结区介质材料的高精度对准，尤其是在低温条件下。此外，还必须精确控制铜填充材料的用量，以防止键合过程中发生溢出。此外，对于凸点尺寸较小的封装而言，热管理变得至关重要，这就需要采用能够实现更好热传递和潜在液冷技术的封装设计。.
增长引擎
IDTechEx 已确定先进半导体封装的四大主要应用领域：高性能计算 (HPC)/数据中心应用、通信网络、自动驾驶汽车和消费电子产品。日益增长的数据处理需求是这些应用领域增长的主要驱动力。然而，每种应用都有其特定的要求，因此需要不同的先进半导体封装技术。.
对于高性能计算 (HPC) 应用和数据中心而言，首要任务是提供卓越的数据处理能力，因此，尽管成本较高，但采用硅插值器或硅桥接器的 2.5DIC 技术仍是首选。相比之下，智能手机和智能手表等消费电子产品则更注重小型化和成本控制，因此有机封装技术是首选。.
在5G及后续通信中，传输损耗是主要挑战。因此，先进的封装技术被用于将天线更靠近射频集成电路芯片，从而最大限度地降低传输损耗。“封装内天线（AiP）”目前是5G毫米波最可行的方案，而“芯片/晶圆上天线（AoP）”技术仍在积极研发中，以降低成本。.
对于未来的自动驾驶汽车而言，CPU 与其他组件（如 HBM 和可靠的电源系统）的异构集成将为先进的半导体封装和创新创造新的机遇。.
数据处理能力的提升是所有这些应用增长的共同因素。然而，由于各个应用领域的需求各不相同，因此需要采用先进的半导体封装技术来满足特定需求。.
作者：张宇涵，IDTechEx技术分析师
