FCBGA先进封装演进趋势 FCBGA基板技术趋势

直播回顾

兴森科技携手电巢科技联合推出的《兴森大求真》第6期“FCBGA先进封装基板兴力量”直播活动圆满结束。

本期直播内容让观众过足了“瘾”！多位重量级亲临电巢XR技术直播间，深度剖析了FCBGA基板的行业现状及未来趋势，同时，兴森科技也充分展示了其先进技术和创新解决方案，更引人瞩目的是，兴森科技首次实景展示了兴森半导体FCBGA基板厂的工艺和技术，与大家共同见证了“兴”力量，包括尖端的设备、卓越的人才、领先的技术以及雄厚的资源等。这一切都离不开兴森科技多年来不懈的积累和持续的研发投入。

本期直播活动中，兴森科技不仅仅只是扮演了参与者的角色，更是引领者，为业界及观众带来了关于FCBGA先进封装的前沿知识，并树立了标杆。

FCBGA

先进封装演进趋势

信息时代，我们目睹着数据量不断膨胀，推动着芯片性能的飞速提升，例如处理器的浮点计算能力、网络芯片的带宽、存储器的容量。核心芯片必须不断提升互连速度和密度，IO速率每4~6年翻一番的发展速度已不能满足对芯片性能提升的诉求，因此，提升密度成为不可或缺的途径。

然而，自2010年后，随着摩尔定律放缓，半导体集成速度开始放缓。与此相反，封装技术的集成速度迅速加快，以2.5D/3D晶片堆叠为代表的先进封装不断崭露头角，各种热门词汇如TSV、RDL、SiP、Chiplets 等层出不穷。

从基板角度看，先进封装的物理架构包括一下几种形式：

1）基板类封装，主要包括FCCSP和FCBGA；

2）Panel类封装，PLP；

3）无基板类封装，例如扇出型WLP 。

其中FCBGA基板封装在互连规模方面居于领先地位，已成为CPU、GPU、AI、交换等核心芯片不可缺少的封装形式。

根据Yelo 2023市场监控的报告显示，涉及FCBGA基板的两类封装（Flip-Chip、 2.5D/3D），其2022年的收入达到约317亿美元（占比接近72%）， 预计2028年，这一数字将增长至约625亿美元（占比接近80%）。凸显了FCBGA基板封装在半导体行业中的重要性和增长潜力。

FCBGA封装优势

FCBGA基板

技术趋势

FCBGA基板作为先进封装的重要载体，承载着多重功能，包括信号互连、机械支撑以及底部散热。

受核心芯片高性能的需求驱动，FCBGA基板不断演进，朝向高速、高层数、大尺寸、细线路、小间距的方向发展，以满足更多、更高密度的大带宽IO互连需求。同时，它还承载了集成无源器件、埋晶片、集成光等多种功能。

然而，随着2.5D/3D先进封装的复杂度越来越高，对FCBGA基板的要求也日益提高，这包括对其平整度、导通及绝缘可靠性提出了更大的挑战。

FCBGA基板演进方向（源自Yole）

FCBGA基板厂

首次公开

兴森FCBGA基板布局

应国内外市场及客户需求，兴森半导体对标国际一流，已经构建了两个FCBGA基板厂区。

首先是位于珠海的厂区，其定位为“高阶FCBGA基板样品及小批量基地”，于2021年启动，2022年底投产，该厂不仅可以满足样品和小批量需求，还可协同客户Co Design、Co Research。

其次，广州厂区的定位为“高端FCBGA基板大批量基地”,于2022年启动，预计将在2024年第一季获得认证。

兴森FCBGA基板高工艺能力

在高层数和大尺寸方面，兴森半导体目前的量产能力已经达到了7-2-7 （16 层板）的水平，且尺寸控制在80x80mm以下。同时，兴森还拥有9-2-9和110x110mm 的打样能力。兴森的目标不仅于此，目标在2024年达到行业标杆水准，将层数提升至22层及以上，以满足市场需求。

在高密度方面，包括细线路和小间距，兴森已具备了12/12um线路的量产能力，并且可以支持9/12um的设计需求；到了2024年，计划将进一步缩小线路等级至8/8um。而Bump pitch方面，兴森已具备130um的量产能力，预估在2024年将突破bump pitch 90um的技术难关。

兴森FCBGA基板工艺路标

兴森FCBGA基板高质量高产出与制程

FCBGA基板的制造工艺要求高、涉及复杂的工序，追求高良率、高可靠性的高质量，需要建立严格、严谨的质量体系。

在生产制程中，兴森采用了类晶圆的理念，全厂采用无尘设计，关键工序达到了百级和千级的无尘环境标准。此外，兴森全面采用高自动化的生产线，设备设计以非接触方式为主，以减少了人为的接触。生产物流方面，兴森建立了AGV无人搬运系统和立体仓库系统，进一步提高了生产效率和质量控制。

目前，兴森FCBGA基板的良率已经达到了世界一流水平，不仅保障了高良率的要求，还能够实现高产出。

兴森FCBGA基板厂级实验室

为确保产品的高质量，不仅需要实现高良率，还需要充分验证其高可靠性。因此，兴森半导体专门为 FCBGA基板建立了一座卓越的“万级无尘厂级实验室”，这个实验室包括环境实验室、化学实验室以及物理实验室，其管理符合IATF16949及ISO17025的严格要求。实验室设备齐全，配备了大量高规格仪器设备，同时拥有高度专业的人才团队，在研发阶段，即可与客户共同充分验证和分析产品可靠性。而已经通过认证的产品，将会经过一系列严格的加严测试，以确保其质量和可靠性达到最高标准。

兴森FCBGA绿色工厂

兴森FCBGA基板厂秉承“打造绿色工厂，实现无污染生产”的理念，精心打造了一套全面的环保系统，包括中央供药区、中央废水处理系统和中央监控系统。

“中央供药区”采用现代自动供药系统，确保每个生产步骤都获得正确的材料和化学药剂。这不仅提高了生产效率，还减少过多的化学药剂使用，降低了资源浪费。

“中央废水处理系统”采用高效过滤技术及洁净化工艺手法，实现了约百分之六七十的水可再循环应用，并确保排放水质达到国家标准。

“中央监控系统”实时监控工厂的运行环境，包含空调作动、温湿度、环境异物含量、设施能耗管理等方面。这不仅有助于确保产品质量，还是提高生产可持续性的关键环节。

兴森FCBGA基板绿色工厂

总结

随着先进封装技术的飞速增长，国内外芯片制造和封测厂家对高端FCBGA基板的需求变得越来越紧迫。为了满足市场的迫切需求，兴森半导体积极对标国际一流水平，大力投入建设“高端FCBGA基板厂”，这一举措首次在本期直播中得以亮相。

兴森科技致力于为客户提供“高工艺、高质量、高产出”的高端FCBGA基板产品，并深知客户的需求是多样化和迅速变化的，在满足客户需求的同时，还要与客户携手合作，助力客户在前期研发和创新方面取得成功。未来，兴森将会为客户创造更多解决方案，持续制造更多“兴”能量！

审核编辑：汤梓红