专家访谈GPU&HBM先进封装技术工艺会议纪要–20230731

问答环节： Q：Al的GPU封装主流技术路线？ A：对千的Al就是HPC，HPC是highperformancecomputing，这种高性能计算封装CoWoS有两条。第一组会用到HBM，北如Nvidia为主的这一派会用到HBM，以MD为主也会用到CoWoS。还有一组不用cowos，类似HBM写成直接焊在的subject上面，类似Intel的技术，但目前应用范围不太大。 专家访谈|GPU&HBM先进封装技术工艺会议纪要 问答环节： Q：Al的GPU封装主流技术路线？ A：对千的Al就是HPC，HPC是highperformancecomputing，这种高性能计算封装CoWoS有两条。第一组会用到HBM，北如Nvidia为主的这一派会用到HBM，以MD为主也会用到CoWoS。还有一组不用cowos，类似HBM写成直接焊在的subject上面，类似Intel的技术，但目前应用范围不太大。接下来在CoWoS技术上延伸，有cowos s、CoWoS..R’CoWoS L三种CoWoS技术。再接下来涉及3D封装，但是3D目前只应用在HBM，显存上面有相应的应用，但是对千大功耗的还没有见到，可能AMD宜传上而有说3D的功能，但3D封装不是纯粹的完全Stack。 Q：哪种工艺最难？ A：最难的肯定是TSV。TSV要在硅里而打孔，打孔技术在千打孔的规格、数量，单位面积要打多少数噩的孔，孔径、孔深、良率，孔太小了而且又是在硅片上面打，硅是很脆的，在这种情况下有多少孔是有效的。如果在单位面积下因为线路越来越复杂，打孔数量会越来越多，为了打尽量多的孔，孔径要小，孔径越小越难打，对激光的控制比较难。极限能打到多少孔，打孔之后对千整个硅片的强度、可靠性也有要求。 Q：TSV除打孔工艺外设备难吗？ A：难度主要是工艺上的难度，跟设备没什么关系，生产主要靠良率。 Q：CPU会出现类似高度集成的封装吗？ A：也有可能。GPU出现集成封装的原因是GPU的运算属千大数据运算，虽然不像CPU可以执行复杂的逻辑运算，但是它的数据量是非常巨大的，也就是必须要进行数据储存，内存相当千数据的暂存场所，除了缓存以外就是内存，把数据放到内存再取回来，速度越来越快，中间的信号损失，要求就越来越严格。封装可以把距离缩短，就在带的旁边，距离就非常的短，虽然频率不会很高，带宽宽，因为它的位数很多、距离很短，所以信号的损耗很小。所以在项目情况下数据的吞吐最就会很大，质量又比较商，不会有丢包的情况出现。CPU的算力在大数据下并不擅长，CPU属千逻辑运算，属千建模或者资源调度。大数据还是GPU，如果未来建模、分析模型或者解码编码数据量已经达到非常大的情况下，需要用到大内存，需要内存的吞吐速度或者吞吐最放在外面已经无法满足需求，会考虑把它往芯片里而集成。取决千CPU以后处理的数据量趋势，如果数据量处千越来越往上走必然会把memory给收进来。 Q：台积电等成熟厂商扩产面临最大的问题？ A：制约产能的因素有很多。比如人力、电力，主要是外部条件，还有非科技的因素，像设备、先进的光刻机产能。 A：可以，有设备、人力和技术也可以做，但专利技术保护肯定是会有的。 Q：国内厂商不能做HBM主要卡在TSV吗？ A：主要在封装技术，虽然都知道HBM是这样千做，但是台积电做出来的东西良率商，而且在价格其他方面平摊下来较好。 Q：interposer是一层硅，目前用比较多的是硅转接板，除了和interposer打TSV之外，它本身还要连接各个芯片，比如连接GPU、连接HBM之间的通信。本身除了要进行TSV打孔之外，还有什么操作？A：打孔是为了把上面和下面之间相连，中间还有走线。在interpo5er上面不光只摆了代码，还摆很多个带，带与带之间C2C的连接都是通过interposer来完成。所以interposer上面也会有走线，它不是只有两层，与TSV、package基板是一样的，也有很多层，上而有走线，材料不一样而已引起了所有的工艺都不一样。 Q：走线是巾什么工艺去完成？ A：普通的蚀刻法，走HBM线在基板上而走线宽度走10微米左右，但是在interposer上而可能走1微米，所以说它线宽变化是很巨大的，用普通的蚀刻很难做到，可能不是会用光刻机，光刻可能就太细了。如果只掌握TSV和bumping的话，其实是可以去完成HBM这套工序，但是要完成CoWoS的工艺除了在TSV之外，还要在隐藏interposer这一层很沿楚才能够完成，cowoS封装这一块要求线，需要比较多的工艺去完成。在COWOS方案里面的大概率不需要光刻的，光刻的作用是为了掺杂，可以下来再查一下。 Q：HBM和GPU合并在一起的路线以后会不会拓展？这种方案挤占掉大部分DDRS场景？ A：它的应用场景需要考虑成本、有没有必要用到HBM，因为比较贵。主要性能很好，但是目前主要就是成本贵，如果降本还是有比较大的可能性去挤占DDR5的市场空间。 Q：Interposer国内有企业做吗？ A：国内还是有在做的。壁垒关键看做成什么样子，目前技术距离台积电较远。做到顶级的像A100这种还不行。 Q：封装材料是否特殊？ A：封装材料就不一样，比如基板表面处理材料、介质层材料、填胶，所谓填充物孔比较大才填充，孔比较小就全部用金属焊死了，像铁柱，钜柱、铝柱一样可能就不存在填充的问题心这些材料因为它有层与层之间剥离力的问题，在进行压合或者进行安装的时候会不会有层间距、层间剥离或裂开的问题，所以材料还是比较关键。 Q：目前国内有涉及到封装材料的公司吗？ A：目前基本上都是用日本的材料，国内的材料不太沾楚。像基板这些都是用的ABF的材料，用BT的材料都很少，更不用说国内其他的材料。 Q：目前封装的景气度如何？往后大的拐点？ A：目前至少从人工智能的角度芯片很缺，排队已经排到后年，所以封装尤其是商期封装需求量还是比较大。整体包括普通的景气度很难讲，因为商端的儒求很大，但低端的不一定。像卖显卡、3C产品最近时间好像又有点下降，加起来一涨一跌不好评估整体封装景气度。 Q：国内厂尚能按照相同方式复刻CoWoS的封装吗？ A：可以，有设备、人力和技术也可以做，但专利技术保护肯定是会有的。 Q：未来封装技术可能会更商？ A：对，是这样的，因为以后速率越来越高、功耗越来越大，封装影响对千信号、对千芯片的可靠性的影响会越来越大，肯定以后扮演的角色也会越来越重要。 Q：目前商端技术国内公司的竞争怎么样？ A：国内可能还有差距，至少到目前为止还没看到国内哪家做的比较好。目前商端的有台积电、三星，其他的没什么。中端的不是很沾楚，也用不上，performa1nce没有商的也不会用到这种技术。 Q：未来即使封装扮演更商的角色国内厂悯也可能分享不到红利？ A：这要看国内厂商的努力程度，以后中美的科技战结束之后，中国的更多技术得到投资，中国的技术发展得很快，也有可能比台积电更好，只不过就看时间。 Q：之前有传闻台积电CoWoS产能溢出，有一部分交给联电和Amkor，也有说联电、Amkor和三星一起做，目前产能溢出之后整个模式中联电到底起了什么样的角色？ A：联电就是松低端的，对英伟达来说是对良率北较看重，以前在安培那一代的时候其实是给了三星很大单，但是三星的良率很低，所以最后剩下的A100就转给了台积电，最后把H1oo整个都给台积电。这样看至少从英伟达这边还是依赖台积电。 Q：联电还是要看良率？ A：对，做这些东西都是看良率。比如三星做4纳米或者5纳米技术其实也有，只不过可能良率比如80%，但是台积电可以做到90％多。 Q：台积电是否隐含着提价的可能？ A：是的，也有可能垄断。 Q：封装厂后续可能被晶圆厂吸收吗？ A：晶圆厂强项是在晶圆这块，如RDL、cowos。封装厂的强项是基板、植球。两个业务不相关，没必要吸收。 Q：苹果用四个小的颗粒封装16个G，是否可以认为苹果使用了堆叠类办法把多个DDR5堆叠在一起？A：需要拆，把它拆开看就知道心 Q：目前手机16G或者是24G内存的方案有做堆叠吗？ A：手机不一样，是pop比如package，首先要看所谓的堆叠是什么？是带与带之间的堆叠还是还是packa1ge与package之间的堆叠。 Q：偏后端的封装英伟达可以给国内的工作厂做吗？ A：可以，偏后端一点是可以交给国内的工作厂去做的。目前封装厂可能是在国内做，但没有找国内的厂商做，厂商本身是境外的。 Q：国内先进封装厂商收益会有多大的提升空间？ A：可能也只能国内的公司下订单，至少目前来说像MD、VD不会下订单。 Q：台积电目前主导inform的路线替代CoWoS上而硅中介层吗？ A：其实它是info过来的，但不是info，info其实就是没有subject，没有载板，是CoWoS-L，目前使用最多的是CoWoS-S，是最基本款。后面把interposer换成其他的有机材料即CoWoS-L。目前已经有些产品在用到，Al的商端产品。 Q：HBM封测有没有特殊的原材料？ A：封测是物理封测，材料方面不太沿楚。