IBM要杀入先进封装市场

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来源：内容 编译自 marklapedus 。

IBM 和 Deca Technologies 在半导体封装领域结成了重要联盟，此举将使 IBM 进入先进的扇出型晶圆级封装市场。

根据该计划，IBM 预计将在其位于加拿大魁北克省南部城市布罗蒙特 (Bromont) 的现有封装工厂内建立一条新的高产量生产线。未来某个时候，IBM 的新生产线预计将生产基于 Deca 的 M 系列扇出型中介层技术 (MFIT) 的先进封装。MFIT 技术可实现一类新型复杂的多芯片封装。

尽管如此，IBM 多年来一直在布罗蒙特为外部客户提供封装和测试服务，以满足其内部需求。随着 Deca 的宣布，IBM 将扩展其封装能力，并进入扇出型晶圆级封装 (FOWLP) 领域。

基本上，芯片在晶圆厂制造完成后，会被组装成封装。封装是一种小型外壳，用于保护一个或多个芯片免受恶劣工作条件的影响。FOWLP 是一种先进的封装形式，可以将复杂的芯片集成到封装中。FOWLP 和其他类型的封装有助于提升芯片性能。

Deca 的 MFIT 是 FOWLP 的高级形式，其中最新的存储器件、处理器和其他芯片可以集成在 2.5D/3D 封装中。Deca首席执行官 Tim Olson 表示：“MFIT 是一个面向 AI 和其他内存密集型计算应用的高密度集成平台。” （见下图 1）

扇出型封装是一项赋能技术，但全球大部分（即便不是全部）扇出型晶圆级封装（FOWLP）产能都位于亚洲。日月光、台积电等公司在亚洲各地生产扇出型封装。

然而，一些客户可能希望在北美制造和封装芯片。未来某个时候，客户可能会在北美拥有两种新的扇出型生产能力选择。IBM 正在努力实现这一点。此外，美国晶圆代工厂 SkyWater 正在美国一家工厂开发基于 Deca 技术的扇出型生产能力。

IBM 简史

IBM 是计算机领域的标志性品牌，有着悠久的历史。它在半导体行业也有着悠久、有时甚至痛苦的历史。

IBM 的起源可以追溯到 1911 年，当时一家名为计算-制表-记录公司 (CTR) 的公司成立。CTR 提供记录保存和测量系统。1924 年，CTR 更名为国际商业机器公司 (International Business Machines)。

1952年，IBM推出了其首台商用/科学计算机，名为701电子数据处理机（EDP）。701集成了三种电子设备——真空管、磁鼓和磁带。

四年后，IBM 成立了一个新的半导体研发团队，目标是为其系统找到一种替代过时真空管的技术。20 世纪 60 年代，IBM 开发了一种新的、更先进的替代技术——基于一种名为集成电路 (IC) 的新兴技术的固态电子器件。此后，该公司在其计算机产品线中采用了更先进的芯片技术。

1966年，IBM成立了微电子部门，成为公司的半导体部门。当时，该公司为自己的系统开发芯片。同年，IBM的罗伯特·丹纳德发明了DRAM，这种设备至今仍被用作个人电脑、智能手机和其他产品的主存储器。

另一件大事发生在1993年，IBM进军商用半导体市场。该公司制造并向外部客户销售ASIC、处理器和其他芯片。

20世纪90年代，IBM也进军代工业务，为与台积电等公司的竞争奠定了基础。IBM为代工客户提供尖端工艺和射频技术。该公司在自己的晶圆厂生产芯片。

然而，在2010年代，IBM的微电子部门陷入了困境。该部门在商用半导体业务中举步维艰，损失了数百万美元。其代工业务也遭遇了失败。

2014年，IBM将其微电子部门（包括晶圆厂和代工业务）出售给了代工供应商GlobalFoundries（GF）。IBM向GF支付了约15亿美元，以收购其微电子部门。

IBM 目前的半导体/封装工作

时光飞逝。如今，IBM 不仅提供系统服务，还提供混合云和咨询服务。该公司仍然涉足半导体行业。它设计处理器和其他芯片，但不再在自己的晶圆厂生产。它依靠代工厂商来生产芯片。

此外，IBM 在纽约设有大型半导体研发中心。2015 年，该公司的研发部门开发了一项名为纳米片 (nanosheet) 的突破性晶体管技术。纳米片本质上是一种下一代环绕栅极 (GAA) 晶体管。

此外，多年来，IBM 一直为布罗蒙的客户提供封装和测试服务。事实上，布罗蒙工厂是北美最大的外包半导体封装和测试 (OSAT) 工厂。该公司在该工厂提供倒装芯片封装和测试服务。此外，IBM 还在开发一种用于共封装光学器件的组装工艺。

IBM 还与总部位于日本的晶圆代工初创公司 Rapidus 建立了重要联盟。Rapidus正在开发基于 IBM 纳米片晶体管技术的2nm 工艺。

Rapidus 和 IBM 也在共同开发各种生产芯片的方法。芯片本质上是小型模块化芯片。这些芯片通过电连接，然后组合在一个封装中，形成一个全新的复杂芯片。

现在，IBM 正在与 Deca 合作开发扇出型封装能力。据 IBM 网站介绍，该公司计划在 2026 年下半年增加 FOWLP 制造能力。

什么是扇出？

FOWLP 并非新技术，其发展历史悠久。FOWLP 在 2016 年声名鹊起，当时苹果公司在其 iPhone 7 中使用了台积电的扇出型封装技术。

在封装中，台积电将 DRAM 芯片堆叠在应用处理器之上。这款名为 A10 的处理器由苹果设计，并由台积电采用 16 纳米工艺制造。苹果还在后续手机中采用了台积电的扇出型封装技术。

FOWLP 的应用范围十分广泛。例如，扇出型封装可以集成多个芯片和组件，例如 MEMS、滤波器、晶体和无源器件。但扇出型封装的独特之处在于它能够开发出拥有大量 I/O 接口的小尺寸封装。

很多情况下，小芯片会封装在大尺寸封装中。这会占用太多空间。据 ASE 称，在扇出型封装中，“封装尺寸大致与芯片本身相同”。“扇出型封装可以定义为任何连接从芯片表面扇出，从而支持更多外部 I/O 的封装。”

全球最大的OSAT厂商台湾日月光（ASE）生产基于Deca M系列技术的扇出型封装生产线。韩国OSAT厂商Nepes是Deca的另一家授权厂商。

在研发方面，IBM 和 SkyWater 正在基于 Deca 的技术开发扇出型封装。去年，SkyWater 和 Deca 宣布与美国国防部签订了一份价值 1.2 亿美元的合同。预计到今年年底，SkyWater 将在位于美国的工厂生产扇出型封装。

与此同时，Deca 自身也开发了多个不同版本的 M 系列扇出型技术。总体而言，M 系列技术能够帮助客户开发单芯片和多芯片封装、3D 封装以及芯片集。Deca 还针对 M 系列技术开发了一种名为“自适应图案化”（Adaptive Patterning）的制造技术，用于生产细间距扇出型封装。

Deca 的 M 系列包含一个名为 MFIT 的版本。这是一项先进的技术，涵盖双面布线、密集 3D 互连和嵌入式桥接芯片。它使客户能够开发集成高带宽内存 (HBM)、处理器和其他设备的多芯片封装。

Deca 的 Olson 表示：“MFIT 采用 M 系列芯片优先扇出技术，并结合嵌入式桥接技术，为芯片创建高密度中介层，最后安装处理器和内存芯片。自适应图案化技术能够以低于 10µm 的间距实现极高的密度。”

他表示：“MFIT 采用 Deca 的第二代技术，该技术最初针对嵌入式元件采用 20µm 间距，并计划逐步实现更细间距。用于芯片级器件的中介层上的倒装芯片技术，最初与当前行业领先的间距一致，并计划逐步实现更细间距。自适应图案化技术能够扩展到更细间距，同时在制造过程中通过设计保持强大的可制造性。”

扇出型并非先进封装领域的唯一选择。其他选择包括 2.5D 和 3D 封装技术以及小芯片技术。总而言之，市场上有多种选择，未来还会有更多创新。

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