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過去幾年，摩爾定律的演進重心轉(zhuǎn)向先進封裝，但這一路徑的局限性正逐漸顯現(xiàn)。隨著人工智能和高性能計算的設計規(guī)模持續(xù)擴大、結(jié)構日益復雜，封裝力學與工藝控制已取代互連密度，成為新的核心挑戰(zhàn)。當結(jié)構變得更薄、更大、更異質(zhì)時，翹曲、玻璃脆性、混合鍵合良率、臨時鍵合偏差等問題紛紛浮現(xiàn)，而基板限制更是其中難以回避的關鍵環(huán)節(jié)。
這些問題在今年iMAPS大會上反復出現(xiàn)，也在近期的采訪中多次被提及。這些討論共同指向一個結(jié)論：封裝行業(yè)正在進入一個新階段，機械和工藝控制問題正使持續(xù)擴大規(guī)模變得復雜化。
這一變化之所以至關重要，是因為封裝如今在系統(tǒng)性能中扮演著越來越重要的角色。過去那種將先進人工智能系統(tǒng)架構視為“封裝僅是包裹真正創(chuàng)新核心的被動外殼”的做法已不再適用。電源傳輸、散熱、互連密度、基板特性以及工藝流程等因素，都在深刻影響系統(tǒng)的構建方式及經(jīng)濟高效的生產(chǎn)方式。
NVIDIA高級技術集團總監(jiān)Sandeep Razdan在iMAPS的主題演講中明確指出：“如今真正驅(qū)動性能的不是每個GPU的浮點運算次數(shù)、萬億次浮點運算次數(shù)或千萬億次浮點運算次數(shù)，而是系統(tǒng)架構和整個系統(tǒng)的性能。”一旦系統(tǒng)架構成為性能驅(qū)動因素，封裝就不再是下游的實現(xiàn)細節(jié)，而是性能等式的一部分?；濉⑤d體、鍵合界面、熱路徑，甚至工藝步驟的執(zhí)行順序都變得更加重要。
這些因素緊密相連。翹曲會影響夾持和對準；對準會影響鍵合良率；玻璃雖能提高平整度和尺寸穩(wěn)定性，但也會引入脆性并導致不同的失效模式；背面加工的減薄則依賴于臨時鍵合材料、研磨均勻性和干凈的脫粘。而基板短缺，也部分反映了更廣泛的不確定性，即哪些平臺在機械、電氣和經(jīng)濟方面仍能滿足先進人工智能封裝的需求。
翹曲問題：基板不平衡的直接體現(xiàn)
翹曲是理解當前挑戰(zhàn)的最佳切入點，因為它潛藏在許多問題的根源之中。隨著封裝尺寸增大、有機基板上硅層增多，以及更多具有不同熱學和機械性能的層被納入工藝流程，材料和結(jié)構的不平衡愈發(fā)嚴重。
Brewer Science公司先進半導體封裝戰(zhàn)略技術專家Hamed Gholami Derami表示：“面板翹曲的根本原因在于疊層中熱機械熱膨脹系數(shù)不匹配和剛度不平衡。同一疊層中使用了幾種不同類型的聚合物，它們的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度各不相同。任何一種材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度一旦被超過，就會導致模量急劇下降，熱膨脹系數(shù)增大，從而加劇翹曲。影響面板翹曲的其他因素還包括層厚、聚合物固化收縮以及疊層中的銅/金屬密度。”
安靠公司芯片/FCBGA集成副總裁Mike Kelly形象地指出：“在封裝領域，這簡直是最糟糕的情況。你先用高熱膨脹系數(shù)的有機基板，然后在上面放很多低熱膨脹系數(shù)的硅片。這樣一來，基板的材質(zhì)就不平衡了，加熱后肯定不會平整。”
這正是基板層面最核心的機械矛盾：有機基板與硅片之間的熱膨脹系數(shù)差異，在尺寸不斷放大的過程中被急劇放大。
基板短缺：本質(zhì)是性能局限
多年來，基板短缺主要被視為供應鏈問題，但如今的問題已遠不止供應不足。隨著模塊尺寸、功率和復雜性的不斷增長，先進封裝技術對傳統(tǒng)基板平臺的性能提出了更高要求。
Amkor的高級副總裁兼主流業(yè)務部門總經(jīng)理Joe Roybal表示：“每個人都在追逐這項技術，但市面上卻沒有足夠的200毫米基板?！毙枨笠廊煌ⅲa(chǎn)能并非總能與先進封裝方案的需求完全匹配。
封裝尺寸的增長速度，已超過現(xiàn)有方案在機械和經(jīng)濟效益方面所能提供的信心。
應用材料公司工藝集成工程師Poulomi Mukherjee在iMAPS會議上指出：“隨著組件尺寸不斷增大，晶圓上能容納的單元數(shù)量有限，而且從晶圓級生產(chǎn)來看，成本和良率都不劃算。如果想要滿足市場需求，我們就必須轉(zhuǎn)向更高尺寸的封裝工藝，也就是面板級工藝?！边@正是基板尺寸升級的直接驅(qū)動力。
玻璃作為替代方案：解決基板問題，也帶來新問題
玻璃因具備平整、尺寸穩(wěn)定、熱膨脹系數(shù)更接近硅等特性，成為面板級工藝的重要選項。
日月光電子工程項目經(jīng)理Wiwy Wudjud表示：“玻璃非常穩(wěn)定且平整。它的熱膨脹系數(shù)與硅晶圓的熱膨脹系數(shù)非常接近。因此，使用玻璃載體可以顯著減少工藝過程中的翹曲?！备教沟慕Y(jié)構更容易實現(xiàn)精確鍵合，而熱匹配則可減少主要應力來源，這兩點對于細間距工藝都能直接提高對準精度和工藝重復性。玻璃的透明性也使其在光學對準以及依賴紫外或激光脫鍵的載體應用中極具吸引力。
然而，玻璃并非消除機械問題，而是轉(zhuǎn)移了這些問題。雖然它能減少翹曲，但卻引入了一種更脆的材料，其失效模式不同，對操作不當?shù)娜萑潭雀汀ｋS著玻璃載體尺寸增大以及在先進封裝工藝中應用日益廣泛，邊緣損傷、碎裂、微裂紋和工藝引起的缺陷變得越來越難以忽視。
Wudjud在iMAPS會議上強調(diào)：“玻璃載體不再是一種替代材料。它有很多優(yōu)點，但玻璃本身性質(zhì)脆性較大，這會帶來可靠性問題，尤其是在晶圓邊緣（最薄弱的環(huán)節(jié)）容易出現(xiàn)裂紋和微裂紋?！?/span>
日月光在iMAPS展會上重點討論了這一問題，甚至開發(fā)了一種擺錘沖擊試驗，用于在更接近實際搬運和封裝應力的條件下評估邊緣韌性。
Wudjud指出：“最薄弱的環(huán)節(jié)在邊緣。像玻璃這樣的脆性材料，其失效往往從邊緣開始，而傳統(tǒng)的測試方法并不能完全反映邊緣相關的損傷或真實的使用條件?！?/span>
這也解釋了為何新平臺的采用在不同應用領域不會趨于一致。
Amkor的Joe Roybal指出：“我認為玻璃不會在汽車行業(yè)普及?！逼嚪庋b的認證、可靠性和成本預期與人工智能加速器或尖端高性能計算模塊截然不同，成熟的封裝類型和長期可靠性往往比新型基板平臺的前景更為重要。
基板產(chǎn)能擴張：LG Innotek的應對
在市場需求強勁、現(xiàn)有設施滿負荷運轉(zhuǎn)的背景下，LG Innotek公司計劃將其半導體基板產(chǎn)能翻一番。
LG Innotek首席執(zhí)行官文赫洙3月23日在公司位于麻谷的總部舉行的第50屆年度股東大會后告訴記者，“由于需求超過產(chǎn)能，基板生產(chǎn)已滿負荷運轉(zhuǎn)”，并補充說，公司正準備將產(chǎn)能擴大到目前的兩倍。預計將在今年上半年就新的擴建廠址做出決定。
LG Innotek目前生產(chǎn)玻璃纖維基板和無玻璃基板。雖然其業(yè)務歷來以玻璃纖維基板為主，但該公司一直在拓展產(chǎn)品組合。現(xiàn)有核心基板生產(chǎn)線已滿負荷運轉(zhuǎn)，預計服務器相關半導體基板將于明年下半年實現(xiàn)滿負荷生產(chǎn)。
生產(chǎn)時間表也逐漸明朗。部分服務器基板預計將于明年投入量產(chǎn)，而采用先進內(nèi)部基板結(jié)構的高附加值產(chǎn)品預計將于明年年底或后年實現(xiàn)商業(yè)化。預計到2028年左右將產(chǎn)生顯著的營收貢獻。
Moon表示：“部分服務器基板將于明年開始量產(chǎn)，高附加值產(chǎn)品的研發(fā)工作也在進行中。”
從財務數(shù)據(jù)看，LG Innotek去年營收達20.6萬億韓元，營業(yè)利潤達8300億韓元。按業(yè)務板塊劃分，光學解決方案（主要為攝像頭模組）貢獻了約14萬億至15萬億韓元的營收，占總營收的70%以上。基板材料業(yè)務貢獻了約4萬億韓元，汽車零部件業(yè)務貢獻了約2萬億韓元。該公司正逐步將其業(yè)務重心從以攝像頭為中心的結(jié)構轉(zhuǎn)向基板和汽車零部件領域。
盈利仍具有明顯的季節(jié)性特征，通常下半年業(yè)績更為強勁，這主要得益于主要客戶在年底的需求。Moon表示，預計今年上半年的業(yè)績將比去年同期有所改善，并指出折舊負擔的減輕是促成因素之一。
該公司也在調(diào)整其盈利策略。“我們正在從簡單的零部件供應轉(zhuǎn)向軟件集成，”Moon表示，并概述了拓展一級供應商服務、將復雜模塊與中間件相結(jié)合以提升價值的計劃。他還補充說，僅靠削減成本的策略是有限的。
在投資策略方面，LG Innotek優(yōu)先考慮與擁有軟件能力的公司建立合作關系，而不是進行大規(guī)模的并購。Moon表示，公司正在與自動駕駛公司合作，預計很快將發(fā)布相關公告。該公司還計劃在投資的同時維持股東回報。“我們擁有充足的現(xiàn)金流來支持投資和分紅，”Moon表示，并補充說，LG Innotek的目標是隨著時間的推移提高股息支付率和股息總額。
來源：綜合整理
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