前端到后端

杰夫·Chappell
外包组装和测试(OSAT)房屋计划或已经提供在矽通过(TSV)能力的三维包装的努力,这意味着前端到后端,说话的口气。

也许有点夸张的,因为大多数的概括。但由于tsv,非常真实的意义上说的一些通常是最后一个步骤在前端芯片厂流程在OSATs也正在实现,传统的后端包装供应商、组装和测试。

这是否昂贵的投资将会为他们长期仍有待观察。

像往常一样,问题是“时”和“如果”
tsv证明有点头痛了整个行业的发展和OSATs特别是,随着技术——真的几个技术或方法,产生了大量的炒作,因此研究在过去的几年中,但尚未广泛采用。一如既往地在半导体行业,这是由于多种因素:经济、芯片制造商的路线图、更恰当的技术或经济在短期内可用的解决方案,如所谓的2.5 d IC技术。

事实上,最近的Semicons-West讲出来和Taiwan-indicates不会有广泛的行业采用tsv 3 d ICs直到2016年的时间框架,或超出了平面20 nm节点。

目前市场tsv而言,主要由fpga使用2.5 d技术,即从Xilinx和阿尔特拉。有一些使用垂直堆内存,但只有在高端服务器市场,马克Stromberg说原则研究分析师Gartner Inc .。

堆内存可能会发现在2014年高端通讯产品,但它可能会是2015年或以后才可能成为普遍,Stromberg说。不会,最早也得到2016年的芯片行业可以看到tsv用于连接多个组堆死在一个3 d包,如处理器、图形处理器、内存和外围逻辑。

2.5 d发挥作用的原因之一在FPGA空间所涉及的模具尺寸:超过20毫米;因而在高端应用经济学意义,Raj Pendse说,副总裁兼首席营销官新科金朋有限公司在未来几年,当模具尺寸20毫米以下,这是可能的市场将会看到3 d ICs利用tsv用于移动应用处理器。

“如果它变成真实的,超出临界质量水平,tsv将继续超过16 nm,“Pendse说。“这是提供一个新的维度,缩放和摩尔定律。很大程度上这是一个巨大的好处,”I / O带宽增加,他说。

虽然tsv并可能继续证明有利于制造商ICs的计算应用程序- fpga和asic -移动设备制造商,因此消费者的oem厂商,悲喜交集,Pendse说。他们是自然最关心什么将使他们坚持各种路线图以最经济的方式。当前选择3 d-ics和包装,如延长扇出晶圆级包装,或未来的替代品,如新包装基质,可以提供更具成本效益的方式获得所需的设备性能。

另一方面,似乎毫无疑问的共识,3 d ICs的不久的将来。“在15海里,如果你不是垂直整合硅,你不会得到你需要的设备性能,“Stromberg说。

老OSATs学习新技巧
而广泛采用的tsv仍然是一个问题,尽管已经做准备大OSATs更广泛采用,攀登陡峭的和昂贵的学习曲线。Pendse观察,I / O密度要求先进的装配和包装也需要技术以外的领域传统的包装。

tsv连接两个死在一个包通过薄被动插入器layer-so-called 2.5 d tech-aren不远离先进包装房子已经做什么,他说。但暴露tsv用于连接模一样堆在一起其他真正的3 d-involves OSATs相当新的东西。

一般有不同的方法和技术实施tsv。简而言之,这些随应用程序或芯片作者称,内存或逻辑,最终将使用包装的类型。它是否能够或应该在工厂或TSV OSAT取决于特定方法的形成和OSAT是否有能力。经济学,也一如既往地发挥作用。

但大部分的TSV芯片行业的工作正在做旧帽子是MEMS产业。这个概念涉及middle-end-of-line OSATs (MEOL)流程完成。虽然有些熟悉的工具和过程从晶圆级包装方法,如晶片碰撞、TSV需要晶片蚀刻,形成气相沉积和波兰的一些元素,而不仅仅是磨,但化学物质平面化(CMP)。不管TSV实现的类型,它们都涉及暴露垂直铜通过。

“四年前,没有人认为OSATs会在这个领域做点什么,”塞希Ramaswami称,董事总经理TSV和先进的包装设备生产商应用材料的产品开发。”,但对自己的市场发展和生存,他们必须参与在TSV采用。”

这意味着大规模投资的一些OSATs努力在tsv球员,更不用说上述头痛的一部分。一个TSV生产线可以成本在3000万美元附近。CMP工具不便宜。

除非成本收回在前几年,这种投资可以成为一个经济负担,新科金朋Pendse说。如上所述,fpga和一些高端内存的应用程序之外,TSV应用市场没有真正发展在当前的2013年到2014年时间内尽可能多的最初预测。但如果OSATs希望能够揭露垂直堆叠的铜通过/ 3 d设备,这是必须的。与MEOL流程,通过深度只有50到100微米的背后必须暴露在大约750微米厚的薄片。

“它必须足够颗粒暴露这些通过;它不能消灭他们,”Pendse说。因此使用CMP。“我们从未使用过CMP在包装,”他补充道。

这一步后,变薄圆片的处理,在某些情况下需要随后被金属化晶片撞,临时粘结和脱胶过程。“这也是新的,处理薄圆片,“Pendse说。

这些步骤还包括更严格的比OSATs用于洁净室要求。

所以也许不足为奇的是只有少数OSATs目前有这个能力。应用材料公司一直在与几个在过去的几年中,Ramaswami说。它比传统的工具需要更多的销售和支持一个IDM或铸造,由于集成挑战。“晶片变薄并不是简单的,”他说。“这需要一些特殊的知识。”

此外,OSATs无法依赖于他们的客户,其中大多数自然双芯片制造商缺乏必要的内部专业知识。“我们如何培养这种能力呢?我们从内部…借我说50%,“Pendse指出,新科金朋扇出的专业技术能力。其余意味着招聘必要的领域的专业知识。