摘要:半导体发展呈现“材料-架构-工艺”协同创新:高频材料支撑高频信号传输,HBM突破存储墙,增层膜和HDI技术推动高密度集成,共同服务于AI/5G/高性能计算场景。未来竞争将聚焦于供应链本土化(如中国ABF突破)和异质集成可靠性(如热-力-电多物理场仿真)。
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半导体发展呈现“材料-架构-工艺”协同创新:高频材料支撑高频信号传输,HBM突破存储墙,增层膜和HDI技术推动高密度集成,共同服务于AI/5G/高性能计算场景。未来竞争将聚焦于供应链本土化(如中国ABF突破)和异质集成可靠性(如热-力-电多物理场仿真)。
以下是半导体技术发展方向的介绍:
发展趋势:
5G/6G与数据中心驱动需求:高频材料(如PTFE、液晶聚合物LCP、改性聚酰亚胺)在毫米波通信、高速SerDes接口(112G/224Gbps)中需求激增,用于天线、PCB基板和封装基板。低介电常数(Dk)与低损耗(Df)材料:新型复合材料(如Rogers的碳氢化合物、松下的MEGTRON)通过纳米填充技术降低信号损耗,满足高频场景(如AI芯片互连)。集成化解决方案:材料厂商(如杜邦、日立化成)开发兼具低Dk/Df和高导热性的材料,解决高频下的散热问题。挑战:成本高(如LCP比传统PI贵3-5倍)、工艺兼容性(与现有PCB制程的匹配)。
发展趋势:
堆叠层数提升:从HBM2e(4-8层)到HBM3(12层以上),TSV(硅通孔)密度增至每芯片数千个,带宽突破1TB/s(如SK海力士HBM3E)。先进键合技术:混合键合(Hybrid Bonding)取代TCB(热压键合),间距缩至1μm以下(如台积电CoWoS方案),提升良率与性能。3D集成与异构计算:HBM与逻辑芯片(如GPU)通过CoWoS、InFO-3D等封装集成,支持AI/超算(如NVIDIA H100搭配6颗HBM3)。挑战:热管理(堆叠导致功耗密度超500W/cm²)、测试复杂度(Known Good Die筛选成本占比超30%)。
发展趋势:
超薄化与高密度布线:增层膜(如味之素AJ系列、积水化学的ABF)介厚降至2μm以下,支撑线宽/间距低热膨胀系数(CTE)材料:新型环氧树脂/填料复合体系(如日立化成的GX系列)匹配硅/玻璃的CTE,减少热应力导致的翘曲。光敏化改进:光敏增层膜(如Toray的Photosensitive ABF)简化制程,替代传统蚀刻工艺,提升良率(+15%以上)。挑战:供应链集中(味之素占ABF全球90%份额)、大尺寸封装(>80mm)的均匀性控制。
发展趋势:
任意层互连(Any-layer HDI):智能手机(如iPhone主板20层以上)、服务器CPU主板普遍采用1+8+1结构,激光钻孔孔径mSAP(改良型半加成法):替代减成法,实现3μm线宽(如奥特斯的mSAP技术),用于AiP天线模组、载板级封装。埋入式无源器件:PCB内埋置电阻/电容(如TDK的Embedded Passive),减少表面贴装空间,提升信号完整性。挑战:成本(Any-layer HDI比传统PCB贵2-3倍)、高频材料与mSAP工艺的兼容性。
HBM+先进封装:HBM3通过CoWoS-L(结合硅中介层和ABF增层膜)实现与逻辑芯片的2.5D/3D集成。高频材料+HDI:LCP天线模组与Any-layer HDI结合,用于5G手机(如三星Galaxy S24)。数据支持:Yole预测,2027年HBM市场达$150亿(CAGR 45%),ABF基板需求超30亿颗(2025年)。
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来源:证券投顾老岳