面向 AI 的先进半导体封装技术

作为引领 AI 和计算变革的顶级半导体材料供应商，汉高致力于通过新型粘合剂和灌封胶配方推动先进封装技术的发展。新加坡半导体产业协会 (SSIA) 特别采访了汉高粘合剂电子事业部亚太地区技术负责人倪克钒博士，双方共同探讨了AI封装的发展趋势、汉高对未来技术走向的见解，以及为实现卓越设备性能与可靠性所需的创新材料。

KN：可以说，计算能力的提升以及由此催生的AI技术，完全依赖于先进半导体制造能力的发展。AI 和高性能计算 (HPC) 需要处理海量的参数运算，以满足对传输速度、存储器扩展和计算复杂度的需求。半导体行业不断推出更为先进的硅节点，其特点是晶体管尺寸更小、密度更高、速度更快且能效更优。与此同时，先进封装技术提供了一种创新的集成方法。要满足当今的算力需求，必须要依赖半导体技术的进步。

KN：近年来，先进半导体封装已成为满足 AI/HPC 性能需求必不可少的一项关键技术。特别是异构集成平台，它能实现高密度、低延迟和高带宽性能，同时还有助于实现高良率规模效益，并提高设计灵活性和节省设计时间。当前的先进封装技术要将先进的节点逻辑芯片、存储器和基板集成到外形紧凑的 2.5D 中介层封装内，以满足 HPC 和 AI/5G 技术的需求。我们还在见证无凸点 3D 集成电路堆叠技术的兴起，该技术能够它进一步集成高密度小芯片，获得最大的 I/O 互连密度和最短的电气距离。这可以显著提升带宽、降低延迟并提升能效。当然，这一切都要归功于先进半导体封装技术的创新。

KN：尽管 GPU 技术和先进封装已存在多年，但真正推动我们迈入强大 AI 时代的，是近年来在半导体微缩工艺、处理能力、分辨率、材料创新以及设计方法等领域取得的一系列重大突破。

KN：数据中心的 AI 和 HPC 模块要求封装集成大尺寸芯片，这导致封装体体积显著增大。过去，这些大尺寸芯片和封装往往面临散热困难和易发生翘曲的问题，从而对产品的可靠性构成严峻挑战。用于先进封装的半导体材料必须采用能够兼顾多种需求并能预防此类问题的配方，以确保这些高价值、高性能装置具备卓越的可靠性。

KN：没问题。对于当今复杂的封装设计，有几类先进的封装材料对于实现可靠设计至关重要。这包括底部填充胶、液态压缩成型材料、热界面材料以及盖板/加强圈粘合剂。这些材料的特性及其性能要求如下：

KN：我可以肯定地说，这种情况不太可能出现，或者说不可能出现。但是，正如大多数的颠覆性技术一样，市场会慢慢出现一些渐进式变化。当前占据主导地位的企业将面临更多竞争者的挑战，随着半导体制程技术的进步，半导体模块的成本有望下降，而新材料将成为这一变革背后的关键驱动力。

KN：设备端 AI 将成为重要的市场趋势，我们看到，主流 PC/智能手机品牌在竞相发布 AI 设备，另外，扩展现实 (XR) 等技术以及汽车领域也都在集成 AI 功能。集成了 AI 功能的移动处理器正在推动先进半导体封装技术在处理器领域的发展。在这些领域，同样需要使用如硅节点底部填充胶等高科技材料，尽管所涉及的封装和芯片尺寸通常会更小一些。

KN：汉高拥有深厚的产业根基，我们的新一代毛细底部填充胶、模塑底部填充胶、适应元件精细结构并保证超低翘曲度的液态压缩成型材料、盖板和加强圈粘接材料等等，正在为当今的 AI 技术提供高科技解决方案，此外，汉高还在努力钻研热界面材料 (TIM)，以寻求突破性创新。我们的材料体系在这些领域表现卓越，同时，我们还将持续引领创新，以应对 AI 及其他先进封装应用不断涌现的变革势头。

本文改编自新加坡半导体产业协会 (SSIA)《Voice》杂志 2024 年 9 月刊上发表的文章