AI系列之先进封装:后摩尔时代利器,AI国产化紧缺赛道.pdf

1.1先进封装突破摩尔限制,市场规模快速提升
■ 摩尔定律带来的经济效应不断降低,制造先进制程升级速度逐渐放缓。“后摩尔时代”先进制程升级速度逐渐放缓。摩尔定律是指集成电路中可以容纳的晶体管数量在每18-24个月增长一倍。目前芯片工艺已经走向3nm以下的极致阶段,而当芯片制程逼近1nm时将进入量子物理世界,会产生显著的量子效应。例如晶体管数量的不断增加会产生短沟道效应,势垒将无法对电子穿透进行有效的阻隔,从而造成漏电,进一步使得晶体管的效应难以控制。除此之外,大量的晶体管工作时产生的热量也对芯片散热能力提出了更高要求。摩尔定律带来的经济效应不断降
低。1)从制造成本来看:根据研究公司IBS发布的数据,芯片从16nm到10nm,每十亿个晶体管的成本下降了30.7%,而从5nm到3nm,成
本仅下降了4.2%。2)从研发成本来看:推进先进制程芯片使得芯片制造商的研发成本与资本开支负担不断加重,同时芯片设计商的设计成本和流片成本也会不断加重,且技术上的不确定性会使新产品上市时间不断滞后。先进封装技术是超越摩尔定律的重要赛道。目前对于集成电路的发展,
行业内主要有两个主流方向。一是延续摩尔定律,以提升单个芯片性能
为目标,在晶体管缩放技术上进行进一步探索,例如采用FinFET、GAA
等工艺。二是超越摩尔定律,先进封装技术就为其中的一条重要赛道,
以提升系统性能为目标,将多个不同性能的芯片集成在一个系统内,通
过成本可控的系统级芯片系统来提升整体的性能和功能。封装测试位于产业链的中下游,是整个集成电路产业链的重要一环。集
成电路行业产业链大致可以分为芯片设计、晶圆制造、封装测试三大部分。其中封装测试行业位于整个产业链的中下游,包含了封装和测试两个环节。封装是指将芯片制造过程中,将芯片在基板上布局、固定与连接,然后使用绝缘介质封装的过程。传统封装主要有四个作用:1)保护:封装可以保护芯片免受损伤且便于运输。2)散热:保证了芯片的散热性能,使其可以在更高温度环境下工作。3)电信号传递:通过封装实现芯片与系统之间的信号传输以及电源供应。4)尺寸调整:封装可以将芯片的细引线间距,调整到实装基板的尺寸间距。

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