來源:半導體行業觀察
IBM 與 Deca Technologies 結盟,借助 Deca 的 MFIT 技術進軍扇出型晶圓級封裝(FOWLP)市場,計劃 2026 年下半年在加拿大布羅蒙特工廠新建產線。
22 日雙方簽約,將 Deca 的 M-Series 與自適應圖案技術導入該廠,聚焦 MFIT 以擴展高性能小芯片集成供應鏈。FOWLP 全球產能集中于亞洲,北美正布局本土產能。IBM 現聚焦芯片設計與封裝,此次合作旨在搶占 AI 等領域市場,也體現全球半導體產業鏈區域化趨勢。
IBM 和 Deca Technologies 在半導體封裝領域盟
IBM 和 Deca Technologies 在半導體封裝領域結成了重要聯盟,此舉將使 IBM 進入先進的扇出型晶圓級封裝市場。
根據該計劃,IBM 預計將在其位于加拿大魁北克省南部城市布羅蒙特 (Bromont) 的現有封裝工廠內建立一條新的高產量生產線。未來某個時候,IBM 的新生產線預計將生產基于 Deca 的 M 系列扇出型中介層技術 (MFIT) 的先進封裝。MFIT 技術可實現一類新型復雜的多芯片封裝。
盡管如此,IBM 多年來一直在布羅蒙特為外部客戶提供封裝和測試服務,以滿足其內部需求。隨著 Deca 的宣布,IBM 將擴展其封裝能力,并進入扇出型晶圓級封裝 (FOWLP) 領域。
基本上,芯片在晶圓廠制造完成后,會被組裝成封裝。封裝是一種小型外殼,用于保護一個或多個芯片免受惡劣工作條件的影響。FOWLP 是一種先進的封裝形式,可以將復雜的芯片集成到封裝中。FOWLP 和其他類型的封裝有助于提升芯片性能。
Deca 的 MFIT 是 FOWLP 的高級形式,其中最新的存儲器件、處理器和其他芯片可以集成在 2.5D/3D 封裝中。Deca首席執行官 Tim Olson 表示:“MFIT 是一個面向 AI 和其他內存密集型計算應用的高密度集成平臺。” (見下圖 1)
扇出型封裝是一項賦能技術,但全球大部分(即便不是全部)扇出型晶圓級封裝(FOWLP)產能都位于亞洲。日月光、臺積電等公司在亞洲各地生產扇出型封裝。
然而,一些客戶可能希望在北美制造和封裝芯片。未來某個時候,客戶可能會在北美擁有兩種新的扇出型生產能力選擇。IBM 正在努力實現這一點。此外,美國晶圓代工廠 SkyWater 正在美國一家工廠開發基于 Deca 技術的扇出型生產能力。
IBM 簡史
IBM 是計算機領域的標志性品牌,有著悠久的歷史。它在半導體行業也有著悠久、有時甚至痛苦的歷史。
IBM 的起源可以追溯到 1911 年,當時一家名為計算-制表-記錄公司 (CTR) 的公司成立。CTR 提供記錄保存和測量系統。1924 年,CTR 更名為國際商業機器公司 (International Business Machines)。
1952年,IBM推出了其首臺商用/科學計算機,名為701電子數據處理機(EDP)。701集成了三種電子設備——真空管、磁鼓和磁帶。
四年后,IBM 成立了一個新的半導體研發團隊,目標是為其系統找到一種替代過時真空管的技術。20 世紀 60 年代,IBM 開發了一種新的、更先進的替代技術——基于一種名為集成電路 (IC) 的新興技術的固態電子器件。此后,該公司在其計算機產品線中采用了更先進的芯片技術。
1966年,IBM成立了微電子部門,成為公司的半導體部門。當時,該公司為自己的系統開發芯片。同年,IBM的羅伯特·丹納德發明了DRAM,這種設備至今仍被用作個人電腦、智能手機和其他產品的主存儲器。
另一件大事發生在1993年,IBM進軍商用半導體市場。該公司制造并向外部客戶銷售ASIC、處理器和其他芯片。
20世紀90年代,IBM也進軍代工業務,為與臺積電等公司的競爭奠定了基礎。IBM為代工客戶提供尖端工藝和射頻技術。該公司在自己的晶圓廠生產芯片。
然而,在2010年代,IBM的微電子部門陷入了困境。該部門在商用半導體業務中舉步維艱,損失了數百萬美元。其代工業務也遭遇了失敗。
2014年,IBM將其微電子部門(包括晶圓廠和代工業務)出售給了代工供應商GlobalFoundries(GF)。IBM向GF支付了約15億美元,以收購其微電子部門。
IBM 目前的半導體/封裝工作
時光飛逝。如今,IBM 不僅提供系統服務,還提供混合云和咨詢服務。該公司仍然涉足半導體行業。它設計處理器和其他芯片,但不再在自己的晶圓廠生產。它依靠代工廠商來生產芯片。
此外,IBM 在紐約設有大型半導體研發中心。2015 年,該公司的研發部門開發了一項名為納米片 (nanosheet) 的突破性晶體管技術。納米片本質上是一種下一代環繞柵極 (GAA) 晶體管。
此外,多年來,IBM 一直為布羅蒙的客戶提供封裝和測試服務。事實上,布羅蒙工廠是北美最大的外包半導體封裝和測試 (OSAT) 工廠。該公司在該工廠提供倒裝芯片封裝和測試服務。此外,IBM 還在開發一種用于共封裝光學器件的組裝工藝。
IBM 還與總部位于日本的晶圓代工初創公司 Rapidus 建立了重要聯盟。Rapidus正在開發基于 IBM 納米片晶體管技術的2nm 工藝。
Rapidus 和 IBM 也在共同開發各種生產芯片的方法。芯片本質上是小型模塊化芯片。這些芯片通過電連接,然后組合在一個封裝中,形成一個全新的復雜芯片。
現在,IBM 正在與 Deca 合作開發扇出型封裝能力。據 IBM 網站介紹,該公司計劃在 2026 年下半年增加 FOWLP 制造能力。
什么是扇出?
FOWLP 并非新技術,其發展歷史悠久。FOWLP 在 2016 年聲名鵲起,當時蘋果公司在其 iPhone 7 中使用了臺積電的扇出型封裝技術。
在封裝中,臺積電將 DRAM 芯片堆疊在應用處理器之上。這款名為 A10 的處理器由蘋果設計,并由臺積電采用 16 納米工藝制造。蘋果還在后續手機中采用了臺積電的扇出型封裝技術。
FOWLP 的應用范圍十分廣泛。例如,扇出型封裝可以集成多個芯片和組件,例如 MEMS、濾波器、晶體和無源器件。但扇出型封裝的獨特之處在于它能夠開發出擁有大量 I/O 接口的小尺寸封裝。
很多情況下,小芯片會封裝在大尺寸封裝中。這會占用太多空間。據 ASE 稱,在扇出型封裝中,“封裝尺寸大致與芯片本身相同”。“扇出型封裝可以定義為任何連接從芯片表面扇出,從而支持更多外部 I/O 的封裝?!?/p>
全球最大的OSAT廠商臺灣日月光(ASE)生產基于Deca M系列技術的扇出型封裝生產線。韓國OSAT廠商Nepes是Deca的另一家授權廠商。
在研發方面,IBM 和 SkyWater 正在基于 Deca 的技術開發扇出型封裝。去年,SkyWater 和 Deca 宣布與美國國防部簽訂了一份價值 1.2 億美元的合同。預計到今年年底,SkyWater 將在位于美國的工廠生產扇出型封裝。
與此同時,Deca 自身也開發了多個不同版本的 M 系列扇出型技術。總體而言,M 系列技術能夠幫助客戶開發單芯片和多芯片封裝、3D 封裝以及芯片集。Deca 還針對 M 系列技術開發了一種名為“自適應圖案化”(Adaptive Patterning)的制造技術,用于生產細間距扇出型封裝。
Deca 的 M 系列包含一個名為 MFIT 的版本。這是一項先進的技術,涵蓋雙面布線、密集 3D 互連和嵌入式橋接芯片。它使客戶能夠開發集成高帶寬內存 (HBM)、處理器和其他設備的多芯片封裝。
Deca 的 Olson 表示:“MFIT 采用 M 系列芯片優先扇出技術,并結合嵌入式橋接技術,為芯片創建高密度中介層,最后安裝處理器和內存芯片。自適應圖案化技術能夠以低于 10μm 的間距實現極高的密度?!?/p>
他表示:“MFIT 采用 Deca 的第二代技術,該技術最初針對嵌入式元件采用 20μm 間距,并計劃逐步實現更細間距。用于芯片級器件的中介層上的倒裝芯片技術,最初與當前行業領先的間距一致,并計劃逐步實現更細間距。自適應圖案化技術能夠擴展到更細間距,同時在制造過程中通過設計保持強大的可制造性。”
扇出型并非先進封裝領域的唯一選擇。其他選擇包括 2.5D 和 3D 封裝技術以及小芯片技術??偠灾?,市場上有多種選擇,未來還會有更多創新。
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