先進封裝技術繼2023年成為一大亮點後，今年繼續掀起波瀾，並與半導體產業的新星——小晶片(chiplet)的命運緊密相連。IDTechEx的新報告《先進半導體封裝2024~2034：預測、技術、應用》(Advanced Semiconductor Packaging 2024-2034: Forecasts, Technologies, Applications)探討了先進封裝的現狀，並詳細介紹了2.5D和3D封裝等新興技術。

晶圓廠透過各種先進製程在矽晶圓上製造晶片後，封裝廠從晶圓廠接收成品晶圓，將其切割成單個晶片，組裝或「封裝」成最終產品，並測試其性能和品質。然後，這些封裝好的晶片被運送給原始設備製造商(OEM)。

這是傳統半導體製造價值鏈的一部分，工程師在矽晶圓上建構系統單晶片(SoC)，然後將其轉移到傳統封裝製程中。進入晶片，將各個系統模組製造為獨立晶片或晶圓上的晶片，然後透過先進封裝將這些單獨的功能整合到一個系統中。

這一前提將先進封裝推到了半導體製造創新的前端。事實上，chiplet的未來與先進封裝的進步息息相關，其中2.5D和3D技術正在迅速成型，以促進chiplet的商業化實現。


2.5D和3D封裝

雖然1D和2D半導體封裝技術在許多應用中仍佔主導地位，但未來的發展方向將是2.5D和3D封裝，以實現超越摩爾的半導體領域。這些技術利用晶圓級整合來實現組件的小型化，從而提高互連密度。

2.5D技術有利於實現更大的封裝面積，因此必須從矽中介層轉向矽橋或其他替代方案，例如高密度扇出。但將不同材料的元件封裝在一起也會帶來許多挑戰。IDTechEx報告稱，找到合適的材料和製造技術對於採用2.5D封裝至關重要。

其次，3D封裝導入了新的結構。這包括將一個主動晶片整合到另一個主動晶片之上，並減少凸塊間距。這種3D技術(稱為混合鍵合)可用於CMOS影像感測器、3D NAND快閃記憶體和HBM記憶體以及chiplet等應用。然而，與2.5D封裝一樣，3D封裝也面臨著製造和成本方面的挑戰，因為混合鍵合等技術需要新的高品質工具和材料。

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