封装技术是一支无法忽视的力量

自1971年英特尔推出第一款 4004 芯片以来，集成电路中的晶体管数量以惊人的速度增长。现在，半导体行业不得不承认，“微芯片上的晶体管数量大约每18个月就会增加一倍”的摩尔定律即将走向终结。仅通过缩小晶体管尺寸来跟上摩尔定律的步伐是不可持续的，维持这种进步速度的成本是天文数字——晶体管密度每增加一倍，就需要资本投资同时增加一倍。而且物理难题也层出不穷。

但是人工智能、5G和数据中心等应用对芯片的需求还在继续，半导体仍要继续发展。行业也并没有放弃摩尔定律，只是每一次的进步都异常艰难。在芯片继续演进的前路上，各路技术齐上阵，展示着各自的实力和潜力，但也有各自的限制和不足。

封装技术是一支无法忽视的力量。

先进集成电路封装技术是“超越摩尔定律”上突出的技术亮点。在每个节点上，芯片微缩将变得越来越困难，越来越昂贵，工程师们正在把多个芯片放入先进的封装中，作为芯片缩放的替代方案。先进的集成电路封装正在迅速发展，设计工程师和工程管理人员必须跟上这一关键技术的步伐。封装研究在全球范围的发展是如此迅猛，而它所面临的挑战和机遇也是自电子产品问世以来所从未遇到过的；封装所涉及的问题之多之广，也是其它许多领域中少见的，它是从材料到工艺、从无机到聚合物、从大型生产设备到计算力学等一门综合性非常强的新型高科技学科。

不过顶尖的先进封装技术都掌握在晶圆代工巨头手中，由于先进封装提供了比传统后端封装更高价值的机会，因此主要参与者和快速追随者正在开发各种形式的封装技术并将其商业化，以赢得优质客户。

“互连”也是芯片技术挑战的重要参与者。

首先，需要注意的是，互连技术是封装中关键且必要的部分。芯片通过封装互连以接收电力、交换信号并最终进行操作。由于半导体产品的速度、密度和功能根据互连方式而变化，因此互连方法也在不断变化和发展。

除了开发各种工艺以在晶圆厂实现精细图案外，还全面努力推进封装工艺中的互连技术。因此，开发了以下四种类型的互连技术：引线键合、倒装芯片键合、硅通孔 (TSV) 键合以及小芯片混合键合。

芯片通过封装互连以接收电力、交换信号并最终进行操作。由于半导体产品的速度、密度和功能根据互连方式而变化，因此互连方法也在不断变化和发展。

除了开发各种工艺以在晶圆厂实现精细图案外，还全面努力推进封装工艺中的互连技术。

新型材料也是焦点之一。

随着行业对二维材料研究的增加，其已经逐渐开始走向制造。

碳纳米管（CNT）是另一种被寄予厚望的新材料，被认为是下一代高性能、超大规模和薄膜晶体管以及光电器件的有力候选者。碳和硅一样，并不是什么新材料，从铅笔到钻石，碳无处不在。碳纳米管可能被用作高性能数字电子设备以及射频和传感应用的平台。而且它可以通过化学气相沉积（CVD）方法，能够在CMOS工厂成功制造。

二氧化铪这样的新型材料为存储乃至新型存储提供了更多的可能性。多项研究发现，二氧化铪具有铁电的特性，这样的好处是它能在不供电的情况下也可以长久存储数据，意味着其可以再非易失性内存领域发挥价值。

Imec预测，晶体管的形式将在未来十年发生变化，连接它们的金属也会发生变化。最终，晶体管可能是由二维半导体而不是硅制成的堆叠器件，电力传输和其他基础设施可以分层放置在晶体管下方。为了保持摩尔定律的正常运行，所有可能的杠杆都将被拉动。