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來(lái)源：芝能汽車

隨著半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展，先進(jìn)封裝技術(shù)成為了提升芯片性能和功能密度的關(guān)鍵。

近年來(lái)，3.5D封裝技術(shù)逐漸走向前臺(tái)，作為2.5D和3D-IC技術(shù)之間的一種折中方案，3.5D封裝結(jié)合了兩者的優(yōu)勢(shì)，并在解決散熱、噪聲和信號(hào)完整性等方面展現(xiàn)出了獨(dú)特的能力，技術(shù)的提出和應(yīng)用標(biāo)志著半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域的重大突破。

3.5D 封裝的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)

3.5D封裝通過(guò)將邏輯芯片堆疊，并將它們分別粘合到其他組件共享的基板上，創(chuàng)造了一種新的架構(gòu)。

這種架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于它能夠有效解決熱管理和噪聲問(wèn)題，同時(shí)提供了在高速設(shè)計(jì)中增加更多SRAM的可能性。

●?SRAM作為處理器緩存的首選，雖然其擴(kuò)展性已經(jīng)遇到瓶頸，但通過(guò)3.5D封裝技術(shù)，可以在不增加物理面積的情況下實(shí)現(xiàn)更多內(nèi)存的集成。

●?此外，3.5D封裝還能夠縮短信號(hào)傳輸?shù)木嚯x，大幅提升處理速度，這對(duì)于人工智能和大數(shù)據(jù)應(yīng)用尤為重要。

3.5D封裝并非沒有挑戰(zhàn)。

●完全集成的3D-IC在處理物理效應(yīng)時(shí)遇到的困難依然存在，尤其是在散熱和電源噪聲方面。

●?隨著芯片元件的增加，動(dòng)態(tài)熱梯度和電磁干擾問(wèn)題也變得更加復(fù)雜。3.5D封裝雖然在一定程度上緩解了這些問(wèn)題，但在更復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景中，仍然需要進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)。

3.5D封裝技術(shù)在市場(chǎng)上的應(yīng)用逐漸增多，特別是在高性能計(jì)算和數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，市場(chǎng)對(duì)高性能芯片的需求促使了3.5D封裝的廣泛應(yīng)用，特別是在散熱和信號(hào)完整性方面。

這種封裝技術(shù)通過(guò)硅中介層實(shí)現(xiàn)芯片之間的高效連接，同時(shí)也提供了較好的散熱性能，使其成為當(dāng)前市場(chǎng)上性能最優(yōu)的選擇之一。除了數(shù)據(jù)中心，3.5D封裝還被廣泛應(yīng)用于AI/ML領(lǐng)域。

隨著大語(yǔ)言模型和深度學(xué)習(xí)的需求不斷增長(zhǎng)，處理器對(duì)高速內(nèi)存的需求也隨之增加。通過(guò)3.5D封裝，可以在有限的物理空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的計(jì)算能力和更低的功耗，從而滿足這些領(lǐng)域的需求。

3.5D封裝的應(yīng)用并不僅限于高性能計(jì)算和AI/ML領(lǐng)域。隨著工藝技術(shù)的進(jìn)步，這種封裝技術(shù)將在更多的消費(fèi)電子、通信設(shè)備以及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中得到應(yīng)用。這將進(jìn)一步推動(dòng)市場(chǎng)對(duì)3.5D封裝技術(shù)的需求，促使其成為主流封裝技術(shù)之一。

Part 2

技術(shù)演進(jìn)與未來(lái)展望

3.5D封裝技術(shù)的發(fā)展離不開工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步。

●?近年來(lái)，隨著晶圓工藝的進(jìn)步，芯片堆疊技術(shù)得到了極大的提升。例如，三星代工業(yè)務(wù)開發(fā)副總裁Taejoong Song在最近的活動(dòng)中展示了3.5D配置的路線圖，計(jì)劃在未來(lái)幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)2nm和4nm芯片的堆疊。

這一技術(shù)的發(fā)展將進(jìn)一步提升3.5D封裝的性能和集成度，使其能夠滿足更高性能和更復(fù)雜的應(yīng)用需求。

●?混合鍵合技術(shù)的應(yīng)用也為3.5D封裝帶來(lái)了新的可能性。通過(guò)混合鍵合，可以在更小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多的連接，從而提高封裝的密度和性能。

這一技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠提升芯片的集成度，還能夠降低功耗和熱量，使其在更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景中得到應(yīng)用。

3.5D封裝技術(shù)的發(fā)展仍面臨一些挑戰(zhàn)，

●?工藝的復(fù)雜性和制造成本是制約其大規(guī)模應(yīng)用的主要因素。雖然當(dāng)前的技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)較為穩(wěn)定的3.5D封裝，但在大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用中，仍需要進(jìn)一步降低成本和提高良率。

●?其次，3.5D封裝的可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性也需要進(jìn)一步驗(yàn)證，特別是在高溫和高壓環(huán)境下的應(yīng)用場(chǎng)景中。

3.5D封裝技術(shù)的推廣和應(yīng)用還需要產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的密切合作。

●?EDA工具、封裝材料和測(cè)試設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。IC設(shè)計(jì)師需要同時(shí)考慮熱管理、信號(hào)完整性和電源完整性，這需要EDA工具的支持以及設(shè)計(jì)流程的優(yōu)化。

●?此外，工藝/裝配設(shè)計(jì)套件的標(biāo)準(zhǔn)化也是關(guān)鍵因素，這將幫助代工廠和OSAT（封測(cè)廠）更好地合作，推動(dòng)3.5D封裝技術(shù)的應(yīng)用。產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的合作對(duì)于3.5D封裝技術(shù)的推廣至關(guān)重要。

從設(shè)計(jì)到制造，再到測(cè)試和封裝，各個(gè)環(huán)節(jié)都需要密切配合，以確保3.5D封裝技術(shù)的順利實(shí)現(xiàn)。只有在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈形成緊密合作的生態(tài)系統(tǒng)，3.5D封裝技術(shù)才能真正實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，并推動(dòng)整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

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