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來源：芝能汽車

隨著半導體行業的快速發展，先進封裝技術成為了提升芯片性能和功能密度的關鍵。

近年來，3.5D封裝技術逐漸走向前臺，作為2.5D和3D-IC技術之間的一種折中方案，3.5D封裝結合了兩者的優勢，并在解決散熱、噪聲和信號完整性等方面展現出了獨特的能力，技術的提出和應用標志著半導體封裝領域的重大突破。

3.5D 封裝的優勢與挑戰

3.5D封裝通過將邏輯芯片堆疊，并將它們分別粘合到其他組件共享的基板上，創造了一種新的架構。

這種架構的優勢在于它能夠有效解決熱管理和噪聲問題，同時提供了在高速設計中增加更多SRAM的可能性。

●?SRAM作為處理器緩存的首選，雖然其擴展性已經遇到瓶頸，但通過3.5D封裝技術，可以在不增加物理面積的情況下實現更多內存的集成。

●?此外，3.5D封裝還能夠縮短信號傳輸的距離，大幅提升處理速度，這對于人工智能和大數據應用尤為重要。

3.5D封裝并非沒有挑戰。

●完全集成的3D-IC在處理物理效應時遇到的困難依然存在，尤其是在散熱和電源噪聲方面。

●?隨著芯片元件的增加，動態熱梯度和電磁干擾問題也變得更加復雜。3.5D封裝雖然在一定程度上緩解了這些問題，但在更復雜的應用場景中，仍然需要進一步的優化和改進。

3.5D封裝技術在市場上的應用逐漸增多，特別是在高性能計算和數據中心領域，市場對高性能芯片的需求促使了3.5D封裝的廣泛應用，特別是在散熱和信號完整性方面。

這種封裝技術通過硅中介層實現芯片之間的高效連接，同時也提供了較好的散熱性能，使其成為當前市場上性能最優的選擇之一。除了數據中心，3.5D封裝還被廣泛應用于AI/ML領域。

隨著大語言模型和深度學習的需求不斷增長，處理器對高速內存的需求也隨之增加。通過3.5D封裝，可以在有限的物理空間內實現更高的計算能力和更低的功耗，從而滿足這些領域的需求。

3.5D封裝的應用并不僅限于高性能計算和AI/ML領域。隨著工藝技術的進步，這種封裝技術將在更多的消費電子、通信設備以及物聯網設備中得到應用。這將進一步推動市場對3.5D封裝技術的需求，促使其成為主流封裝技術之一。

Part 2

技術演進與未來展望

3.5D封裝技術的發展離不開工藝技術的不斷進步。

●?近年來，隨著晶圓工藝的進步，芯片堆疊技術得到了極大的提升。例如，三星代工業務開發副總裁Taejoong Song在最近的活動中展示了3.5D配置的路線圖，計劃在未來幾年內實現2nm和4nm芯片的堆疊。

這一技術的發展將進一步提升3.5D封裝的性能和集成度，使其能夠滿足更高性能和更復雜的應用需求。

●?混合鍵合技術的應用也為3.5D封裝帶來了新的可能性。通過混合鍵合，可以在更小的空間內實現更多的連接，從而提高封裝的密度和性能。

這一技術的應用不僅能夠提升芯片的集成度，還能夠降低功耗和熱量，使其在更廣泛的應用場景中得到應用。

3.5D封裝技術的發展仍面臨一些挑戰，

●?工藝的復雜性和制造成本是制約其大規模應用的主要因素。雖然當前的技術已經能夠實現較為穩定的3.5D封裝，但在大規模生產和應用中，仍需要進一步降低成本和提高良率。

●?其次，3.5D封裝的可靠性和長期穩定性也需要進一步驗證，特別是在高溫和高壓環境下的應用場景中。

3.5D封裝技術的推廣和應用還需要產業鏈各環節的密切合作。

●?EDA工具、封裝材料和測試設備的標準化是實現大規模應用的關鍵。IC設計師需要同時考慮熱管理、信號完整性和電源完整性，這需要EDA工具的支持以及設計流程的優化。

●?此外，工藝/裝配設計套件的標準化也是關鍵因素，這將幫助代工廠和OSAT（封測廠）更好地合作，推動3.5D封裝技術的應用。產業鏈各環節的合作對于3.5D封裝技術的推廣至關重要。

從設計到制造，再到測試和封裝，各個環節都需要密切配合，以確保3.5D封裝技術的順利實現。只有在整個產業鏈形成緊密合作的生態系統，3.5D封裝技術才能真正實現大規模應用，并推動整個半導體行業的技術進步。

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