位于德克薩斯州奧斯汀的一家建于 20 世紀 80 年代的半導體制造廠正在進行改造。這家現在名為德克薩斯電子研究所 ( TIE ) 的工廠正在加緊建設，力爭成為世界上唯一一家專注于 3D 異構集成 (3DHI) 的先進封裝廠——3DHI 指的是將由硅和非硅等多種材料制成的芯片堆疊在一起。
該晶圓廠是DARPA下一代微電子制造（NGMM）計劃的基礎設施。“NGMM致力于通過3D異構集成實現微電子領域的革命性突破，”該計劃的總經理邁克爾·霍姆斯說道。
將兩顆或多顆硅芯片堆疊在同一封裝內，就能使它們像一個集成電路一樣協同工作。這項技術已經應用于一些世界上最先進的處理器。但DARPA預測，硅上硅堆疊技術帶來的性能提升最多只有二維集成技術的30倍。相比之下，霍姆斯在上個月底舉行的NGMM峰會（該項目的非正式發布會）上告訴工程師和其他相關人士，如果采用混合材料——例如氮化鎵、碳化硅和其他半導體——則性能提升可達100倍。
這家新工廠將確保這些不同尋常的堆疊式芯片在美國進行原型設計和生產。許多初創公司（在發布會上有很多這樣的公司）都在尋找一個可以進行原型設計和生產的地方，這些想法在其他地方都太過另類——他們希望能夠避開那些吞噬了許多硬件初創公司的“實驗室到工廠的死亡谷”。
德克薩斯州政府將出資5.52億美元用于建設這座晶圓廠及其相關項目，DARPA（美國國防高級研究計劃局）將出資剩余的8.4億美元。NGMM（下一代金屬材料制造公司）完成五年任務后，該晶圓廠預計將成為一家自給自足的企業。“坦白說，我們是一家初創公司，”TIE（德克薩斯州工業企業）首席執行官德韋恩·拉布雷克表示，“我們比一般的初創公司有更多的發展空間，但我們必須自力更生。”
達到這一目標還需要付出大量努力，但TIE晶圓廠的建設進展迅速。IEEE Spectrum在參觀該廠時，看到多套芯片制造和測試設備處于不同的安裝階段，并采訪了幾位在過去三個月內入職的工程師和技術人員。TIE預計所有晶圓廠的設備將于2026年第一季度全部安裝完畢。
與工具本身同樣重要的是，代工廠客戶能否在可預測的制造流程中使用這些工具。TIE 的官員解釋說，這一點尤其難以實現。最基本的一點是，非硅晶圓的尺寸通常并不完全相同。而且它們的機械性能也各不相同，這意味著它們隨溫度變化膨脹和收縮的速率也不同。然而，晶圓廠的大部分工作都是以微米級的精度將這些芯片連接起來。
實現這一目標的第一步是開發所謂的工藝設計套件和封裝設計套件。前者提供了晶圓廠半導體設計所遵循的規則。后者，即封裝設計套件，才是真正的核心所在，因為它提供了3D封裝和其他先進封裝工藝的規則。
接下來，TIE將通過三個3DHI項目來完善這些技術，NGMM稱這三個項目為典范。這三個項目分別是相控陣雷達、焦平面陣列紅外成像儀和緊湊型功率轉換器。霍姆斯表示，將這些項目投入生產試點“為我們提供了一個初步的路線圖……為我們在更廣泛的應用領域實現巨大創新鋪平了道路”。
這三款截然不同的產品正是該晶圓廠投產后運營模式的典型代表。高管們將其描述為一家“多品種、小批量”的晶圓廠，這意味著它必須擅長多種不同的產品，但不會大量生產任何單一產品。
這與大多數硅晶圓代工廠的做法截然相反。高產量硅晶圓代工廠可以通過運行大量類似的測試晶圓來找出工藝缺陷。但TIE無法做到這一點，因此它依靠由奧斯汀初創公司Sandbox Semiconductor開發的AI來幫助預測工藝調整的結果。
在此過程中，NGMM將提供諸多研究機會。“NGMM為我們提供了一個非常難得的機會，”德克薩斯大學達拉斯分校教授、IEEE會士Ted Moise表示。借助NGMM，各大學計劃開展新型導熱薄膜、微流體冷卻技術、復雜封裝失效機制等方面的研究。
“NGMM對DARPA來說是一個比較特殊的項目，”該機構微系統技術辦公室主任惠特尼·梅森承認道。“我們通常不會建立從事制造的設施。”
但“保持奧斯汀的怪異”是這座城市的非官方座右銘，所以NGMM和TIE或許會證明是完美的契合。
來源：官方媒體/網絡新聞
會議背景
會議主題
全球半導體行業趨勢與大硅片產業展望
AI產業爆發對大硅片需求增長分析
中國成熟制程產能對大硅片需求的影響
中國大硅片項目建設現狀與未來規劃
半導體產業與貿易戰對大硅片市場的影響
300mm硅片制造技術難點與解決方案
大硅片工廠生產運營實戰經驗分享
硅外延片市場供需分析及應用前景
單晶硅錠切割、磨片、拋光及清洗技術前沿
電子級多晶硅項目規劃與發展
大硅片制造的先進設備與前沿技術
硅片摻雜技術及其應用研究
國產12寸半導體級單晶硅爐的技術與設備進展
工業參觀：晶升股份——大尺寸半導體級單晶硅爐、碳化硅（SiC）長晶爐關鍵裝備上市企業。
贊助方案
項目 | 項目內容 |
主題演講 | 25分鐘主題演講 |
參會名額 | |
微信推送 | “半導體前沿”微信公眾號， 企業介紹以及相關軟文 |
會刊廣告 | 研討會會刊， 彩色全頁廣告（尺寸A4） |
資料入袋贊助 | 企業的宣傳冊放入會議包袋 |
現場展臺 | 現場展示臺，展示樣品、資料， 含兩個參會名額 |
現場易拉寶 | 現場1個易拉寶展示 |
禮品贊助 | 印有贊助商logo的禮品贈送參會聽眾 |
茶歇贊助 | 冠名和贊助會議期間的茶歇 |
晚宴贊助 | 冠名和贊助會議的招待晚宴 |
Logo展示 | 背景墻 logo，會刊封面logo |
報名方式
如果您有意向參會/贊助/報告
關于亞化咨詢
亞化咨詢是國內領先的新興能源、材料領域的產業智庫，2008年成立于上海浦東。業務范圍：咨詢研究、會議培訓、產業中介。重點關注：新興能源、材料產業，如煤化工、高端石化、光伏、氫能與燃料電池、生物能源材料、半導體、儲能等。
