2023年特別值得關(guān)注的技術(shù)熱點，包括Chiplet架構(gòu)、RISC-V指令集、人工智能（AI）芯片、高帶寬內(nèi)存（HBM）、先進的封裝技術(shù)、新興的接口互聯(lián)標準（如PCIe和UCIe）、光子芯片、寬禁帶半導(dǎo)體，以及不斷進化的光刻技術(shù)。這些技術(shù)不僅僅是科技發(fā)展的單點突破，它們相互交織、互為補充，共同推動了整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和電子制造領(lǐng)域的巨大飛躍。
近幾年來，大眾對光刻技術(shù)已經(jīng)有所了解。光刻技術(shù)是半導(dǎo)體制造中不可或缺的一部分，光刻是將光學(xué)圖形轉(zhuǎn)移到硅晶圓表面上的過程。而且隨著芯片制程來到7nm以下，還需要極紫外（EUV）光刻技術(shù)。
EUV光刻機的供應(yīng)商荷蘭的ASML，正在不斷改進EUV光刻機的性能，包括提高光源功率、提升圖案覆蓋率和減少機器停機時間。一臺EUV光刻機的價格大約接近1.7億美元，未來每個High-NA EUV光刻機的成本將超過3.5億美元。
隨著芯片晶體管線寬已趨近物理極限，而且EUV光刻機產(chǎn)能有限、成本高等發(fā)展難題之下，納米壓印技術(shù)（NIL）走到了臺前。納米壓印是一種創(chuàng)新的納米制造技術(shù)，它通過物理壓印方法來創(chuàng)建納米級別的圖案。相比傳統(tǒng)的光刻技術(shù)，NIL提供了更高的分辨率、更低的成本和更快的生產(chǎn)速度。在半導(dǎo)體制造、納米器件生產(chǎn)和各種納米級應(yīng)用中受到了廣泛關(guān)注。
08寬禁帶半導(dǎo)體
寬禁帶半導(dǎo)體是指禁帶寬度大于2.4 eV的半導(dǎo)體材料。寬禁帶半導(dǎo)體如碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）在2023年得到了更廣泛的應(yīng)用。它們因其在高溫、高電壓和高頻率下的優(yōu)異性能而受到青睞，尤其是在電力電子和電動汽車領(lǐng)域。
SiC的熱度。Yole的數(shù)據(jù)，到2027年，SiC器件市場預(yù)計將從2021年的10億美元增長到60 億美元以上。因此，眾多的功率半導(dǎo)體廠商如英飛凌、ST、安森美、羅姆等都重磅押注SiC。下游的汽車廠商爭著抱這些SiC巨頭的“大腿”，與這些廠商簽訂長約。瑞薩也不甘于人后，豪擲20億美元與WolfSpeed簽署 10 年碳化硅晶圓供應(yīng)協(xié)議宣布入局SiC。
在SiC MOSFET的技術(shù)發(fā)展路線上，呈現(xiàn)出“平面柵”和“溝槽刪”花開兩朵的局勢。國際的SiC巨頭如羅姆、英飛凌、日本電裝、住友電工、三菱電機、ST、安森美、Qorvo等基本上都在布局溝槽式。國內(nèi)方面目前大多以平面柵為主。
氮化鎵也具有獨特的優(yōu)勢，隨著東芝、羅姆等大廠的相繼入場，讓GaN成為了功率半導(dǎo)體新的增長點。從技術(shù)發(fā)展來看，GaN器件也有兩種技術(shù)路線，分別是：平面型和垂直型，平面型GaN器件通常基于非本征襯底，如Si、SiC、藍寶石（Sapphire）等，但是平面型的不同襯底各自有難以改變的缺點，難以滿足大家的需求；因此，垂直型的GaN-on-GaN帶來了新的希望。不少專家預(yù)測，氮化鎵的前景之廣闊，比SiC有過之無不及。
而金剛石（也稱鉆石）則被稱為是半導(dǎo)體的終極材料。它具有最高的熱導(dǎo)率，這意味著它能夠非常有效地散發(fā)熱量，在高功率電子器件中，熱管理是一個重要問題，金剛石半導(dǎo)體在這方面具有明顯優(yōu)勢。此外它還具有極高的絕緣性，一組數(shù)據(jù)可以有著直觀的感受：硅材料的擊穿電場強度為0.3 MV/cm左右，SiC為3 MV/cm，GaN為5 MV/cm，而鉆石則為10 MV/cm。
更重要的是，已經(jīng)有公司研究證明，金剛石可與集成電路晶圓直接粘合。金剛石半導(dǎo)體在提高能源效率、減小體積以及提高性能方面顯示出巨大的潛力。金剛石半導(dǎo)體也有望應(yīng)用于射頻通信、高頻率電子器件、粒子探測器，甚至在未來的量子計算領(lǐng)域。
硅光子技術(shù)（Silicon Photonics）被業(yè)界視為突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸、開啟摩爾定律新篇章的關(guān)鍵。臺積電聲稱硅光子代表了半導(dǎo)體的新時代。
硅光子技術(shù)由英特爾于2010年推出，硅光子技術(shù)的核心在于集成「光」路，即在硅基平臺上將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，實現(xiàn)電與光的高效傳導(dǎo)。光與電子的結(jié)合不僅解決了傳統(tǒng)銅導(dǎo)線在信號傳輸過程中的能量損耗問題，更為芯片間的高速通信提供了前所未有的可能性。由于其成本相對較高，目前僅限于數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器市場。
由于其成本相對較高，目前僅限于數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器市場。
硅光子還具有解決熱量問題的潛力，這是當前電子芯片最大的挑戰(zhàn)之一。多家半導(dǎo)體行業(yè)巨頭，如臺積電、英特爾等，已經(jīng)投入大量資源研發(fā)這項革命性技術(shù)。2023年10月，據(jù)臺媒報道，臺積電攜手英偉達、博通，投入200位研發(fā)人員，專攻硅光，預(yù)計最早將于2024年下半年開始生產(chǎn)。從市場前景上來看，據(jù)SEMI估計，至2030年全球硅光子市場價值將達到78.6億美元，年復(fù)合成長率（CAGR）為25.7％。
在當今日益復(fù)雜和數(shù)據(jù)驅(qū)動的計算世界中，硬件互聯(lián)技術(shù)的重要性不斷增長。隨著數(shù)據(jù)中心、云計算和人工智能的迅速發(fā)展，需要更高效、更靈活的通信解決方案來應(yīng)對日益增長的性能需求。在這個背景下，PCIe(Peripheral Component Interconnect Express)、UCIe(Universal Chiplet Interconnect Express)和CXL(Compute Express Link)這三種技術(shù)成為了推動現(xiàn)代計算革新的關(guān)鍵力量。
PCIe是一種高速串行計算機擴展總線標準，廣泛用于連接主板與多種硬件設(shè)備，如顯卡、網(wǎng)絡(luò)卡、SSD等。其高帶寬和低延遲的特性使其在各類計算設(shè)備中占據(jù)核心地位。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，單一設(shè)備內(nèi)部的通信需求日益復(fù)雜化，這促使行業(yè)尋求更先進的互聯(lián)方案。
這幾年，UCIe和CXL應(yīng)運而生。UCIe作為一種新興的標準，旨在提高不同制造商Chiplet技術(shù)的互操作性。它為芯片粒間的通信提供一個統(tǒng)一的接口，從而簡化了多個芯片粒組合成單一集成電路的設(shè)計和生產(chǎn)過程。這有助于加速Chiplet技術(shù)的發(fā)展和采用，特別是在高性能計算領(lǐng)域。與此同時，CXL技術(shù)，基于PCIe的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，專注于優(yōu)化處理器與加速器之間的通信。CXL能夠提供高帶寬、低延遲的通信，并支持先進的內(nèi)存協(xié)同特性。這使得CXL適合于數(shù)據(jù)中心和高性能計算環(huán)境，尤其是在需要大量數(shù)據(jù)共享和處理的場景中。
總的來說，PCIe、UCIe和CXL不僅僅是連接技術(shù)的進步，更是計算領(lǐng)域發(fā)展的一個縮影。它們代表著向更高效、更互聯(lián)、更智能計算生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。
在后摩爾時代，隨著半導(dǎo)體制程技術(shù)逐漸接近物理極限，先進封裝（Advanced Packaging）技術(shù)，尤其是3D封裝技術(shù)，已成為推動行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵力量。這些技術(shù)通過高度集成的方法，實現(xiàn)了更多組件在有限空間內(nèi)的密集封裝，從而顯著提升了芯片的整體性能和能源效率。此外，先進封裝技術(shù)在滿足數(shù)據(jù)中心和高速網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施對高密度、高性能計算需求方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
隨著技術(shù)的成熟和應(yīng)用領(lǐng)域的擴展，先進封裝技術(shù)的市場份額預(yù)計將逐漸超過傳統(tǒng)封裝方法。根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)Yole數(shù)據(jù)預(yù)測，全球先進封裝市場規(guī)模將由2022年的443億美元，增長到2028年的786億美元，年復(fù)合成長率為10.6%。這種趨勢不僅反映了技術(shù)創(chuàng)新的需求，也指出了封測市場未來的主要增長方向。
值得注意的是，眾多行業(yè)巨頭已經(jīng)在先進封裝領(lǐng)域展開了激烈的競爭。臺積電、三星和英特爾等集成電路制造商，以及日月光、Amkor和長電科技等外圍供應(yīng)鏈上的封裝與測試（OSAT）廠商，都在積極推進先進封裝技術(shù)的研發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用。這些公司不僅在提高封裝技術(shù)的性能和可靠性方面做出了貢獻，同時也在探索更為經(jīng)濟高效的生產(chǎn)方法，以適應(yīng)日益增長的市場需求。
近年來，在AI高算力需求推動下，HBM正在大放異彩。尤其是進入2023年后，以ChatGPT為代表的生成式AI市場的瘋狂擴張，在讓AI服務(wù)器需求迅速增加的同時，也帶動了HBM高階存儲產(chǎn)品的銷售上揚。
TrendForce數(shù)據(jù)顯示，2023年全球搭載HBM總?cè)萘繉⑦_2.9億GB，同比增長近60%，預(yù)計2024年還將再增長30%。SK海力士預(yù)測，HBM市場到2027年將出現(xiàn)82%的復(fù)合年增長率。
在此發(fā)展勢頭下，作為AI芯片的主流解決方案，HBM受到了存儲巨頭的高度重視。自2014年SK海力士首次成功研發(fā)HBM以來，三星、美光等存儲巨頭也紛紛入局，展開了HBM的升級競賽，目前HBM已從第一代HBM升級至第四代HBM3，產(chǎn)品帶寬和最高數(shù)據(jù)傳輸速率記錄被不斷刷新。下一代HBM3E超帶寬解決方案也已在樣品測試階段，HBM4也被提上議程。
如今在全球市場中，我們正在見證一場前所未有的范式轉(zhuǎn)變。在 OpenAI的ChatGPT引起消費者和投資者的關(guān)注后，各行業(yè)的企業(yè)都在競相整合人工智能功能。美股市值超1萬億的巨頭中，蘋果以3.08兆美元的市值位列榜首，緊隨其后的是微軟（2.51兆美元）、Google母公司Alphabet（1.67兆美元）、亞馬遜（1.35兆美元）和英偉達（1.15兆美元），除蘋果依靠iPhone等消費類設(shè)備，其他四家科技巨擘都在全力推動與AI領(lǐng)域的融合。
AI這場東風(fēng)，也使得芯片供應(yīng)鏈中的企業(yè)獲益匪淺，首先是，英偉達憑GPU獨攬整個生成式AI芯片市場，SK海力士和三星等因HBM而受惠，負責(zé)封裝和代工的臺積電也是供不應(yīng)求，產(chǎn)能直線告急，日月光/SPIL等封測廠得以從臺積電手中分得封裝外包訂單。還有眾多AI芯片玩家在虎視眈眈，就連IBM也在推其潛心研究了5年的AIU芯片。生成式人工智能的“淘金熱”，正在率先讓一部分“賣鏟人”富起來。
放眼全球芯片市場，x86與ARM指令集架構(gòu)各立山頭。前者在通用處理器市場稱霸多年，在PC及服務(wù)器市場一家獨大；后者隨著移動互聯(lián)網(wǎng)大潮崛起，成為當下移動端最主流的處理器架構(gòu)，而憑借開源、精簡、模塊化的優(yōu)勢，RISC-V開始備受企業(yè)追捧，正在成為搭建計算生態(tài)的一種新選擇。
2015年，RISC-V國際基金會的成立，將RISC-V從高校推向產(chǎn)業(yè)界，其生態(tài)建設(shè)才開始加速。與此同時，RISC-V的發(fā)展與同時期興起的物聯(lián)網(wǎng)熱潮不謀而合。物聯(lián)網(wǎng)市場的爆發(fā)改變了x86和ARM兩強稱霸的局面，RISC-V架構(gòu)開放、靈活、精簡的獨特優(yōu)勢完美解決了物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)λ槠筒町惢氖袌鲂枨蟆?/p>
據(jù)統(tǒng)計，2022年全球采用RISC-V架構(gòu)的處理器出貨量超過100億顆，僅用十二年就走完了傳統(tǒng)架構(gòu)30年的發(fā)展歷程。據(jù)Counterpoint Research預(yù)測，2025年RISC-V架構(gòu)芯片預(yù)計將突破800億顆，年復(fù)合增長率高達114.9%。RISC-V的商業(yè)化價值將更加凸顯。
01Chiplet 是小型模塊化芯片，組合起來形成完整的片上系統(tǒng) (SoC)。它們提高了性能、降低了功耗并提高了設(shè)計靈活性。概念已經(jīng)存在了幾十年，早在2007年5月，DARPA也啟動異構(gòu)異構(gòu)系統(tǒng)的COSMOS項目Chiplet，其次是用于Chiplet模塊化計算機的 CHIPS 項目。但最近，Chiplet在解決傳統(tǒng)單片 IC 縮小尺寸的挑戰(zhàn)方面受到關(guān)注。這是當前芯片制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸與終端對芯片性能需求之間矛盾所產(chǎn)生的妥協(xié)結(jié)果。
據(jù)Yole所說，每個新芯片設(shè)計都需要設(shè)計和工程資源，并且由于新節(jié)點的復(fù)雜性不斷增加，每個新工藝節(jié)點的新設(shè)計的典型成本也隨之增加。這進一步激勵人們創(chuàng)建可重復(fù)使用的設(shè)計。小芯片設(shè)計理念使這成為可能，因為只需改變小芯片的數(shù)量和組合即可實現(xiàn)新的產(chǎn)品配置，而不是啟動新的單片設(shè)計。例如，通過將單個小芯片集成到 1、2、3 和 4 芯片配置中，可以從單個流片創(chuàng)建 4 種不同的處理器品種。如果完全通過整體方法完成，則需要 4 次單獨的流片。
正因為如此，異構(gòu)小芯片集成市場正在快速增長。據(jù)估計，小芯片的市場價值預(yù)計到 2025 年將達到 57 億美元，到 2031 年將達到 472 億美元。電子設(shè)計中對高性能計算、數(shù)據(jù)分析、模塊化和定制的需求不斷增長正在推動這一增長。
芯片封裝清洗：
合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。
水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。
污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導(dǎo)致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。
這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。
合明科技運用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強有力的支持。
推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。
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