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主题：高端芯片国产化封装技术上取得重大突破-请高人解读 -- 尖石
家园 高端芯片国产化封装技术上取得重大突破-请高人解读 近日，一款用于计算机多CPU高速互连的高性能专用交换芯片在中国科学院微电子研究所系统封装技术研究室封装成功。实现此类高端芯片完全国产化的高密度封装，这在国内还是首次。这标志着我国不但可独立自主完成高频、高密度芯片的封装设计，而且还标志了可以依靠国内技术进行高密度低成本的封装制造。
该款芯片封装为FCBGA形式，I/O数超过1000 pin，采用6层高密度普通材料基板，封装面积为42x42平方毫米。该封装最大特点是完全国产化和低成本，采用普通材料，通过精确的设计和仿真，实现了高速信号传输。目前该产品已经通过了用户单位的DFT以及功能测试，达到设计指标，且得到了很高的评价，被认为仅用了国外封装厂一半的时间，产品整体性能全面超过国外封装厂封装的同一产品。
意义大吗？对国内的IC业有什么影响？请高人们解读。
家园 说错了别怪我 FC BGA 就是Flip Chip BGA 封装了。但凡这样的高端芯片都有这样若干特点，比如die 面积大，工作频率高，发热量大，IO数量多，有高速信号。比如像这样的用于互联的交换芯片，往往有相当多的高速serdes，追求的是在单位IO管脚的带宽。比如常见的10G Ethernet的XAUI interface，工作在3.125Gbps。后来的PCI-e 2.0到了5.0Gbps。这样高速信号，必然会受到封装的电气特性影响（比如IO脚上的分布电感）。又比如发热这个问题。现在芯片发热量都是惊人的，严重影响芯片的长期可靠性。像intel 安腾处理器单个可到200W的发热量，却可以满足高端服务器的要求。那200w的热量需要从die散发到环境中去，而不能让结温度过高，影响长期可靠性。因此，封装的热阻就必须很小。说这些，就是想说封装是芯片设计中非常重要的一环。
FCBGA算是非常理想的封装了，可以满足所有这些高端芯片的要求。主要的缺点就是贵。非常贵！以前我有印象就是一个芯片封装就要10美元以上！你就掂量一下这个芯片该买多少钱吧。但是FCBGA本身也不是什么很高端的技术，主要它是服务小众市场，用的人少。除了CPU，GPU，高端FPGA外，大概就是高性能的交换芯片用得起了。
家园 还是基础工业不行啊 不要说那么多复杂的封装设备了，就说说用到的原料，有几个是国产的？封装我兄弟干过，我只是一般了解。我干过半导体的前道。扩散炉的石英炉管，有部分换用国产了，可是一打听这些生产炉管的高纯度原料啊，加工设备啊还是进口的。光刻的胶高档的还是进口，使用的高纯硫酸硝酸盐酸是江阴生产的可是要不是外资要不是，花了老大力气买了外国设备生产的，溅射用的高纯度铝靶，铜靶还是进口，就连TNND设备上换下来的轴承，弹簧都是德日进口或者子公司在第三世界国家的工厂生产的
家园 意义没有想象中的大，但总是进步 芯片设计在芯片行业中属于上游，也就是说科技含量更高，利润更高。此项技术的突破，有利于我国打破发达国家在该领域的技术垄断。
但是，芯片的生产，从设计到封装、测试，离不开大型的精密仪器
目前我国尚未有生产此类设备的能力，只能生产周边配件或小型仪器。以国内芯片行业最具有规模的中芯国际为例，其大型设备全部为进口。
我也只是对这个行业略有所了解，对这门专项技术知道的并不多
不过可以肯定，即使这项技术我们达到了世界领先水平甚至最先进水平，相关设备及其他技术跟不上，仍然不会对IC产业格局有较大影响！
千里之行始于足下，期待我国的科学技术取得长足进步，一步一个脚印的赶超发达国家。
家园 支持一下 不过路还是很长。
而这句：
目前该产品已经通过了用户单位的DFT以及功能测试，达到设计指标，且得到了很高的评价，被认为仅用了国外封装厂一半的时间，产品整体性能全面超过国外封装厂封装的同一产品。
前面一半理解，后面一半不明白。如果是wafer在封装厂上线开始计时，有些意义，如果是wafer到封装厂开始计时，估计是记者绞尽脑汁发掘亮点憋出来的。而今年得到的信息是：所有的fab/封测厂都是排不上线。比国外封测厂快十倍也是没有意义的。
尽快从实验室走到工厂才是王道。
家园 封装指的是什么? 就是把管脚焊上去么? 看起来1000pin难度很大的样子
- 复 封装指的是什么?
家园 去搜 半导体封装 这里有一个。
http://baike.eepw.com.cn/baike/show/word/%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93%E5%B0%81%E8%A3%85
- 复 去搜 半导体封装
家园 花谢 看起来最主要就是焊点要小,电气性能要好,焊点看起来要小到0.001-0.01mm级别的样子,所以这个封装很困难,不知道对不对
- 复 花谢
家园 焊点小不是大问题 楼下已经有人提过了,主要是寄生电阻/电容/电感，以及层和层之间的耦合等等问题，尤其在信号已经是GHz的频段。
小焊点，阵列式等其实也是为上面的目的服务的。
- 复 花谢
家园 对的。 楼主的照片是封装好后的模样，那些小点是引出脚。
芯片内核本身只有几个平方毫米，引出点在周边，封装时要先用极细的金丝把芯片引出点与引出脚的内端连起来，而且要用点焊不能用锡焊，这个密度可想而知。
连好线后再用全属或陶瓷或塑料壳罩起来，这时才是你看到的芯片。
如果封装用了国产机器，说明中国在精密机械制造上有了突破。
内部基本上是这个模样：
外链图片需谨慎，可能会被源头改- 复 对的。
家园 可是这个42mm 36pin 看起来不难的样子,我有朋友就是做这个的,焊点0.1mm肯定没问题,我觉得足够在42mm长度焊36pin了,还有什么别的障碍么?不懂的说
家园 这42mm是外壳的宽度。 芯片内核（就是里面的那个小硅片）边长顶多3mm，就是我在那个图中心加的那个小方块那么大，而且它是“超过1000 pin”，不是36pin。
该款芯片封装为FCBGA形式，I/O数超过1000 pin，采用6层高密度普通材料基板，封装面积为42x42平方毫米。之所以要封装，除了保护硅片以外，拉大I/O脚的间距，使之方便后面在设备上的安装也是目的之一，所以封装要比里面的硅片大很多。
外链图片需谨慎，可能会被源头改内部结构图不容易找，这张不知能不能看见。
可以看到，中间那个小方块就是硅片，引出端都在四边，引出线是金丝，从硅片的引出端连接到印刷线路板（就是那42x42的绿色方板）上。
在10mm左右的总边长上排焊1000个点，互相之间还不能有电气连接，这难度是相当的高。
不过这引出端也可以在硅片边缘交错排两三排，焊点难度就降低一些，也有用多层硅片的，都是为了降低引出端的密度。
外链图片需谨慎，可能会被源头改36pin在现在算是很低的密度了，当年的8080、6502、8031都是40pin的，这些都不需要现在的超大规模集成电路那样用方形、低面密布引出脚的封装，两排就行了。
外链图片需谨慎，可能会被源头改外形不一样，内部结构除了密度以外是一样的。
如果你能找到紫外线擦除的EPROM芯片，象27xxx系列，就能通过小窗口看见里面的结构。
外链图片需谨慎，可能会被源头改这是EPROM的外形。
外链图片需谨慎，可能会被源头改
外链图片需谨慎，可能会被源头改这两个是从某型号EPROM窗口看进去的内部结构。
家园 你说得和显示的照片都还是Wire Bond年代的 Wire Bond是用金线或铝线连接硅片与封装壳。但是缺点是硅片上的连接点，Pad，必须以一定间距列在硅片的边缘。这不但要求在芯片上排列长线=占用大量面积=影响速度，而且连接点数量受到硅片大小的限制。现在的技术是用Flip Chip方法将连接点以阵列覆盖全芯片，然后用刻蚀，电镀在每个连接点上做出金属球。这些金属球与封装外壳上的连接点阵列完全一一对应并以光学方法自动对准-放下-加温焊一次完成芯片与外壳的连接，不使用金属线了。去掉金属线对于高速度IC尤其重要，绝对是封装上的革命，不然不可能有今天的500Ｍ以上的电脑CPU以及2G,3G手机。
家园 花谢,终于明白了
家园 八懂，等高人来评论