腦補半導體技術：tsv封裝技術！

jusong99 · 2023-08-23T10:06:23Z

如附圖二，是使用了典型tsv封裝技術的愛普VHM超級電腦，可是tsv可說是業界普遍共知的公共財，所以，我們先充分的了解tsv，下一篇再來討論VHM技術是否因為使用了tsv而變得一文不值？ TSV為直通矽晶穿孔(Through-Silicon Via)封裝技術，是一種能讓3D封裝遵循摩爾定律(Moore's Law)演進的互連技術，其設計概念是來自於印刷電路板(PCB)多層化的設計，TSV可像三明治一樣堆疊數片晶片，是一種可以電力互相連接的三次元堆疊封裝(Stack Package)，TSV使2D平面晶片配置技術演進至3D堆疊技術，並且已經開始在生產線上運作。 TSV 立體堆疊技術，包含晶圓的薄化、鑽孔、以導電材質填孔、晶圓連接等，將所有晶片結合為一。 TSV 的晶片堆疊並非打線接合(Wire Bonding)的方式，而是在晶片鑽出小洞，從底部填充入金屬，作法是在每一個矽晶圓上以蝕刻或雷射方式鑽孔（via），使其能通過每一層晶片，再以導電材料如銅、多晶矽、鎢等物質填滿，而形成一通道道(即內部接合線路)來做連接的功能，最後則將晶圓或晶粒薄化再加以堆疊、結合(Bonding)，作為晶片間傳輸電訊號用之堆疊技術。 TSV技術讓連接線也可在晶片中間，並不侷限於晶片周圍，使得內部連接路徑更短，相對使晶片間的傳輸速度更快、雜訊小、效能更佳，同時可達到高密度構裝，並可應用於異質晶片堆疊，如類比及數位、矽基及三五族、記憶體與射頻等。 TSV的立體互連技術比打線接合具有更短的互連路徑、更低的電阻與電感，以及更有效率地傳遞訊號與電力，還擁有不限制裸晶堆疊數量等優勢，CMOS Sensor、記憶體已在採用TSV 技術，未來基頻、射頻、處理器等應用趨勢愈來愈明顯。 TSV 製程包括了先鑽孔(Via-first)及後鑽孔(Via-last)，後鑽孔的挑戰性較低應該先被應用於市場上，其構造較大也較容易製成，對於市面上SiP(System in a Package)或其他應用有較高度的連結性，因此是封裝業較為熱門的研發領域。而先鑽孔製程中，通道完成於任何半導體製程前，因此更有技術上的挑戰，其製程構造也是更多方面的，如通道形成技術困難，不管從蝕刻鑽孔、加入適當絕體，以及植入及電鍍金屬物質等。但先鑽孔具備高傳輸（I/O），使許多業者對先鑽孔有高度的期望。（智慧投資私密社團）（足爽99，值得追蹤）