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首先，先进封装是一个相对的概念，今天的先进封装在未来可能成为传统封装。
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今天，先进封装通常是指Fan-In，Fan-Out，2.5D，3D 四大类封装形式，展开以后种类就比较多了，大约有几十种，可分为基于XY平面延伸的先进封装技术和基于Z轴延伸的先进封装技术，详细可参看：“先进封装”一文打尽
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在前面的文章中，我们提到了SiP的三个新特点，因为先进封装和SiP的高度重合性，这篇文章里，我们从先进封装的角度重新解读一下这具有重大意义的“三个新特点”。$ `2 {% d% F/ f! x' C
G1 t/ X" i$ J- l传 统 封 装 : T' ]& [) z1 d$ K) B
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1947年，随着晶体管的发明，人类迎接信息时代的到来，电子封装也同时出现了，在主角耀眼的光环下，配角只能默然无声。
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* b/ Y6 t5 g% x# N. Q4 G晶体管的发明举世瞩目，并于9年后获得1956年诺贝尔物理学奖，而电子封装是谁发明的至今都难以追溯！# \8 }. a1 R4 V* x' ]$ t1 a
; p( f0 R3 c2 Q4 K传统封装的功能主要有三点：芯片保护、尺度放大、电气连接，并且在长达70多年的时间里始终充当配角，默默地为芯片服务。
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芯片保护 Chip protection
9 Y) n; h7 L! N! w! z因为芯片本身比较脆弱，没有封装的保护，很容易损坏，连细小的灰尘和水汽都会破坏它们的功能，因此需要封装进行保护。5 t; e; B5 w5 b( p7 ?# J
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尺度放大 Scale Expansion # ^% l! B2 p, m- l! `
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因为芯片本身都很小，其内部的连接更加微小，通过封装后进行尺度放大，便于后续PCB板级系统使用。
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电气连接 Electric Connection : a1 U* L3 l6 T. ]0 F% S; U& H
. t2 |- J. N9 \" p无论芯片内部多么复杂和精密，总是需要和外界进行通讯的，通过封装，芯片和外界电气连接，进行信息交换。: O- p6 I7 U w& W" Q9 I' X6 ~
" {% l% h9 K5 E i从1947年诞生至今，电子封装对整个电子系统的发展起了重要且不可或缺的作用，虽然一直在幕后充当配角，但始终持志不渝地陪伴着芯片，支撑着芯片，保护着芯片，一起见证着摩尔定律所带来的伟大时代！
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今天，为什么当了几十年配角的电子封装会从幕后走向台前，成为业界瞩目的焦点？
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从下面的文字中，你或许能找到最终的答案。
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先 进 封 装
6 W' B' u! l' I4 }/ _) ~电子产品之所以能为人类服务，并不在于其采用多么先进的工艺，而在于其功能(Function) 是否满足人们的需要，因此，能否影响设备的功能则是判断其重要性的关键依据。
4 h8 K6 x1 O7 T- z4 Z在传统封装时代，由于上面提到的传统封装的三个功能特点，封装本身并不会使芯片的功能产生任何变化。然而，到了先进封装和SiP时代，这种情况发生了重大的改变！
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什么样的重大改变呢？我们就需要了解先进封装的三个新特点。# e. Z1 {. h* p) F
* N9 l/ j: _, Q3 h/ X. W提升功能密度 (Increase Function Density) ! e. I6 o; U5 ^, u }8 Y6 c$ R( |
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功能密度是指单位体积内包含的功能单位的数量，从SiP到先进封装，最鲜明的特点就是系统功能密度的提升。（关于功能密度的详细解释，可参考电子工业出版社新书《基于SiP技术的微系统》第1章的内容）: A9 C8 Y! A2 @6 ]
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通过下图，我们就能直观地理解功能密度的含义，下图为应用在航天器中的大容量存储器，左侧为进口的传统存储器，右侧为国内新研发的存储器，实现完全相同的功能，新存储器的体积只有传统存储器的1/4，因此，其功能密度为传统存储器的4倍。（关于新存储器的研发流程，可参考新书《基于SiP技术的微系统》第22章的内容）8 l2 v5 Y1 _4 c% c7 Z4 G
( a2 R& q- O- K: G功能密度（Function Density)，是一个相对宽泛的概念，在存储器中，可理解为存储密度，并且在其他类型器件中，也同样适用。
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缩短互联长度 (Shorten Interconnection Length) $ M$ x' }+ v; ?* ]0 z
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在传统封装中，芯片之间的互联需要跨过封装外壳和引脚，常常会达到数十毫米甚至更长，如此长的互联会造成较大的延迟，严重影响系统的性能，并且将过多的功耗消耗在了传输路径上。 |+ P( t# P& O4 e' ~; S8 ]
先进封装将芯片之间的电气互联长度从毫米级（mm）缩短到了微米级（um）。互联长度的缩短，带来的好处就是性能提升，功耗降低。
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这一点，通过HMB和DDRx的比较大家就能看得很明白。和DDR5相比，HBM性能提升超过了3倍，但功耗却降低了50%。
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进行系统重构 (Execute System Restruction)
6 p* f/ y* d' b重点来了，系统重构才是先进封装从幕后走向台前的重要推手。4 O: I4 @; f9 v, i/ t: J' ^, c! q2 m3 G
系统重构只发生在系统的多个元素之间。只要是多个芯片，并且之间进行了互联，就会产生功能的改变，我们称之为系统重构。
& |+ D2 n6 k* o1 h传统封装时代，电子系统的构建多是在芯片级（SoC）或者是在板级（PCB）进行，先进封装时代，在一个封装内构建系统并进行优化，我们称之为封装级系统重构，Chiplet技术、异构集成技术就是封装级系统重构的典型代表。
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总 结 2 f8 d6 k! P3 T% T& y# d \
先进封装属于电子封装，因此传统封装的三个功能先进封装也都具备，此外，相对于传统封装，先进封装又增加了三个新的特点：提升功能密度，缩短互联长度，进行系统重构。& y7 o! h: i0 F) M5 ~+ Q7 l
这三个新特点给先进封装带来的优势就是：提升系统性能，降低整体功耗！
* _: s- ~7 w$ X1 e' W: d% C当今，先进封装已经成为的行业热点，芯片大佬们如TSMC、SAMSUNG、Intel、AMD纷纷入局，推出自己的先进封装技术，面对此情此景，传统的封测厂OSAT会不会有些瑟瑟发抖呢？
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8 ~$ }, r! c. Q6 W8 o; c9 N有一句网络流行语：“走自己的路，让别人无路可走！” 今天我们拿来改造一下：“当别人无路可走的时候，建议他们走这条路！”
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虽然时代的发展还远没到这一步，但从目前来看，随着芯片上集成和PCB上集成的路越走越窄的时候，封装内集成（先进封装和SiP）这条路目前显得更宽一些而已！% @& }* W A/ c( L+ x
8 l" P5 o7 D: A# a- W当主角的光环已经逐渐暗淡，是不是该配角上场了？是的，当主角的光环渐渐褪尽，配角有一天也会成为主角！
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发表于 2021-6-17 10:02
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发表于 2021-6-17 14:34