越來越大的中介體成本上升，激發(fā)了對面板級制造的新興趣，而多年來由于芯片行業(yè)為改變格式所需的巨大集體努力，這一過程一直拖沓。

多家公司正在開發(fā)自己的工藝，盡管目前尚無商業(yè)生產(chǎn)。而一個由日本Resonac領(lǐng)導(dǎo)的新財團(tuán)Joint3正尋求加快這些努力。

目前尚不清楚這場事件最終將如何發(fā)展。這種轉(zhuǎn)變的規(guī)模令人望而生畏。制造更大尺寸的中間體需要新設(shè)備和工藝，這些中間體的線間距比現(xiàn)有基材工藝更細(xì)，所有這些都需要微調(diào)，以確保足夠的良率以支持這些投資。

UMC高級套件主管Pax Wang表示：“需要大量生產(chǎn)太陽能板或有機(jī)中介器，將需要完全不同的自動物料搬運系統(tǒng)（AMHS）和潔凈室配置?！薄斑@個新配置必須能夠整合兩者硅從圓切開始的芯片和面板處理工藝硅通過將晶圓組裝到帶有有機(jī)中介體的面板上，將晶圓變成單個芯片。”

即使這真的成真，也不會一夜之間發(fā)生變化。制造設(shè)備仍需開發(fā)以適應(yīng)大型矩形格式，面板尺寸也需標(biāo)準(zhǔn)化。SEMI智能制造負(fù)責(zé)人Anshu Bahadur指出：“某些設(shè)備存在尺寸限制。”

盡管如此，經(jīng)濟(jì)激勵正在增長。中介體在許多應(yīng)用中變得越來越大、更重要且成本更高，而降低成本的最佳方法之一是從晶圓轉(zhuǎn)向大型矩形面板。這也是Joint3會員人數(shù)增長的原因。

Joint3的計劃是開發(fā)一條新的試點線，參與者可以用來調(diào)整流程，然后將其轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)線。這使得參與公司能夠利用已有的設(shè)備來制造基材?！叭蛴醒芯吭?，但有些專注于前端，有些專注于晶圓工藝，還有一些專注于玻璃，”Resonac電子業(yè)務(wù)總部執(zhí)行董事安部秀典表示?！暗珱]有哪個機(jī)構(gòu)推動大型面板級中介器項目?！?/p>

圓周
過去幾年發(fā)生的變化是多芯片組件的快速采用，尤其是在人工智能數(shù)據(jù)中心。芯片和中間層體積越來越大，成本和良率問題也隨之增加。高性能芯片在先進(jìn)工藝節(jié)點開發(fā)時，這已經(jīng)夠難了，盡管考慮到最大十字線尺寸限制，難度更低。但介質(zhì)器通常比芯片大好幾倍，成本更復(fù)雜。

幸運的是，并非所有介質(zhì)體都必須是硅基的。無源介位器沒有主動電路，因此不依賴前沿的特性硅就像芯片那樣處理。這為替代且成本較低的介質(zhì)材料提供了可能因性能不佳而無法應(yīng)用于芯片的材料。有機(jī)面板和玻璃都被考慮用作中間介材。

面板從一個任意形狀的矩形核心開始。沒有圓形邊緣可以浪費。所有材料都能得到有效利用。硅相比之下，晶圓是因為形狀的緣故才是圓形的硅錠子被培養(yǎng)并切割。圓形形狀也有助于腔室內(nèi)均勻處理，但這也帶來了代價。

有機(jī)面板則完全不同，遵循印刷電路板（PCB）的一般格式，盡管其線/空間（L/S）尺寸遠(yuǎn)大于PCB的尺寸。封裝基板更貼合，因為它們需要更緊密的尺寸——低至10μm L/S——而PCB工具的L/S能力遠(yuǎn)大于PCB。

前沿介質(zhì)體將尺寸降低到1μm L/S，低于基板上可能的尺寸。為了實現(xiàn)這些尺寸，還需要進(jìn)一步的工藝開發(fā)。

但過去，規(guī)模的靈活性也曾阻礙過采用。問題的一部分在于目前還沒有標(biāo)準(zhǔn)。“設(shè)備公司一直說，'由于沒有面板尺寸的標(biāo)準(zhǔn)，很難預(yù)測客戶在制造設(shè)備方面的發(fā)展方向，'”SEMI制造合作高級總監(jiān)Mark da Silva說。

潛在客戶也會在沒有繼續(xù)推進(jìn)的情況下表達(dá)支持?！坝薪邮芴魬?zhàn)，”SEMI的巴哈杜爾說。“雖然有人吹捧面板是下一個大趨勢，但最終用戶并未接受它們。雖然大家似乎都對面板制造的到來感到興奮，但他們愿意使用它嗎？我沒見過?！?/p>

雖然理論上面板可以是任意尺寸，但設(shè)備設(shè)計需要對待處理面板尺寸的假設(shè)。有些公司談?wù)撨呴L達(dá)600或700毫米的面板，但這類項目正在各個公司內(nèi)部發(fā)展，行業(yè)尚未接受這些尺寸。

“有人說有600×600mm的^兩塊板可以工作，但沒有板材開發(fā)套件，”巴哈杜爾說?！八杂懈鞣N因素阻礙了面板的開發(fā)?！?/p>

另一個問題是缺乏處理這些面板的設(shè)備?！澳阈枰喈?dāng)于FOUP（前開式統(tǒng)一艙）的設(shè)備，”達(dá)席爾瓦說?！澳阈枰艹惺苣莻€面板尺寸的機(jī)器人?！?/p>

由于這種不確定性，設(shè)備制造商不愿投入生產(chǎn)設(shè)備，沒有設(shè)備就沒有生產(chǎn)面板。這有點像先有雞還是先有蛋的問題。

邁向完整的生產(chǎn)流程
除了面板尺寸外，還需要完整的生產(chǎn)流程。許多孤立項目專注于工藝的不同環(huán)節(jié)，如平版印刷、沉積、蝕刻和清洗，但將大型面板推向生產(chǎn)則需要更多努力。例如，日本政府資助了一個早期項目Joint2，該項目開發(fā)了獨立的工藝步驟，但未完成完整的流程。

繼Joint2之后，Joint3也隨之而來。值得注意的是，這個由27個參與者組成的聯(lián)盟并非政府資助。大多數(shù)（但非全部）是日本公司，而大多數(shù)非日本公司則是全球知名的名字。

加入聯(lián)盟的公司名單展示了實現(xiàn)有機(jī)面板級中介體涉及多少要素。Brewer Science首席商務(wù)官Poupak Khodabandeh表示：“隨著器件復(fù)雜性和體積的增加，基于晶圓的介質(zhì)體面臨產(chǎn)率和成本挑戰(zhàn)?！泵姘寮壷圃鞂崿F(xiàn)了更高的吞吐量、更低的每個中介單元成本以及對人工智能、高性能計算（HPC）及先進(jìn)消費應(yīng)用的可擴(kuò)展性。”

Brewer Science的工作將涉及前后端需求，以及先進(jìn)的高分子化學(xué)。“隨著原型板生產(chǎn)計劃于2026年啟動，Joint3是協(xié)作加速新包裝架構(gòu)、推動行業(yè)前進(jìn)的絕佳范例，”Khodabendeh表示。

與此同時，Lam Research將為高帶寬內(nèi)存、AI CPU和GPU提供沉積和蝕刻服務(wù)?！凹尤隞oint3聯(lián)盟使我們能夠幫助推動先進(jìn)基底技術(shù)進(jìn)入新時代，”一位公司發(fā)言人表示。

“芯片封裝的新突破對于實現(xiàn)復(fù)雜人工智能的性能、能源效率和制造性提升至關(guān)重要硅“面板級中介器封裝有望成為一種經(jīng)濟(jì)且適應(yīng)性強(qiáng)的平臺，”Steve Pytel表示，副Ansys（現(xiàn)為Synopsys一部分）產(chǎn)品管理總裁?！霸L問Synopsys的多物理仿真、設(shè)計驗證和虛擬原型解決方案將促進(jìn)跨學(xué)科合作，幫助聯(lián)盟伙伴嚴(yán)格驗證其概念，加速市場級面板級中介技術(shù)的交付?！?/span>

即使是目前尚未積極參與面板級有機(jī)介質(zhì)體的公司，也在為市場復(fù)蘇時保持開放。例如，UMC目前沒有計劃涉足面板和有機(jī)中介體生產(chǎn)，也不是Joint3聯(lián)盟成員。王表示：“鑒于市場動態(tài)不斷變化，UMC已啟動與生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴的合作，為潛在的面板和有機(jī)中介體解決方案做準(zhǔn)備?！?/p>

規(guī)格、設(shè)施與進(jìn)度
Joint3團(tuán)隊正在開發(fā)515×510毫米^的雙面板。雖然這數(shù)字看起來有些奇怪，尤其是剛好偏正方形，但這是包裝基材制造商使用的尺寸?！斑@是基材行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，”安倍說。“這意味著面板級設(shè)備已經(jīng)準(zhǔn)備好支持這個規(guī)模了?！?/p>

這些工藝設(shè)備可能需要改裝，但不需要從零開始設(shè)計。不過，它的尺寸比其他公司正在探索的要小，因此行業(yè)最終需要決定面板的尺寸。

項目面臨的一個挑戰(zhàn)是，雖然基底尺寸與基底相匹配，但線/空間的要求不符?！罢f到基底，我們談?wù)摰氖?0微米的線/空間，”阿部說?！暗珜τ诮橘|(zhì)體來說，我們說的是低于1微米的范圍。所以對于像我們的光刻能力這樣的設(shè)備，水平完全不同。”

這也帶來了潔凈室的需求?！叭绻阍?微米的線路/空間作，你需要一個潔凈室，但精度遠(yuǎn)不如芯片制造的潔凈室，”弗勞恩霍夫IIS自適應(yīng)系統(tǒng)工程部高效電子部門主管安迪·海尼格說。

“在如此大塊板材上進(jìn)行金屬化且公差嚴(yán)格是個問題，”巴哈杜爾說?！八麄冊谘邪l(fā)中已經(jīng)做到了，但在生產(chǎn)中實現(xiàn)非常嚴(yán)格的公差和對齊可能很困難。而且中間體很容易崩潰?！?/p>

因此，這種面板級處理介于傳統(tǒng)包裝（無需無塵室）和硅處理過程需要極其干凈。隨著這些發(fā)展的推進(jìn)，它開始更接近前端的風(fēng)格硅加工。Bahadur指出：“我們嘗試采用硅加工方法，無論是有機(jī)還是玻璃基材。”

矩形面板形狀也為一些工藝步驟帶來了挑戰(zhàn)，而這些步驟已是標(biāo)準(zhǔn)的硅幾十年來?！安牧系膽?yīng)用是關(guān)鍵挑戰(zhàn)，”安倍指出?！耙后w材料使用自旋涂層，這是一種成熟的均勻厚度工藝。但在面板上涂覆旋轉(zhuǎn)涂層并不容易，尤其是為了保持良好均勻性。”

Joint3今年啟動，還有幾年時間可運行。安倍說：“我們從去年八月開始這項活動，這將是一個為期五年的項目?！庇媱澴畛跏窃诖某强h東京北部的雪市建設(shè)一個新的先進(jìn)面板級中介中心（APLIC）。中介器尺寸將針對8X到10倍的準(zhǔn)星尺寸，1μm長/秒互連，以及5層布線。他們還將研究具有2微米L/S的芯片嵌入中介器硅橋梁。

第二棟建筑位于川崎，是現(xiàn)有的先進(jìn)包裝研發(fā)基地。它將利用APLIC創(chuàng)建的中間介體構(gòu)建包，并將其固定在主板上以評估結(jié)果。

標(biāo)準(zhǔn)還是下一步？
雖然Joint3可能會加速從面板生產(chǎn)中介器，但目前尚不清楚該工藝是否會成為官方甚至事實上的標(biāo)準(zhǔn)。Joint3 采用的尺寸優(yōu)勢在于有相應(yīng)的設(shè)備。這消除了進(jìn)步的一個大障礙。

另一個優(yōu)勢是該項目無需建立大規(guī)模生產(chǎn)線?！拔覀兊哪繕?biāo)是利用這條試點線制作更好的材料，”安倍說?！癑oint3對我們來說算是個練習(xí)場，用那輛測試車來復(fù)習(xí)材料，然后再去客戶那里。我們不會為這些中間體制造大規(guī)模生產(chǎn)線。那不關(guān)我們的事。那是我們客戶的事。”

項目完成后，Joint3成員將獲得該流程的訪問權(quán)限。聯(lián)盟外的公司需要自行開展獨立的開發(fā)工作。

更大尺寸的面板會繼承Joint3正在開發(fā)的面板嗎？也許。如果Joint3工藝進(jìn)入批量生產(chǎn)，客戶響應(yīng)應(yīng)更明顯，生產(chǎn)問題可以在515×510毫米尺寸時解決，然后再探索更大尺寸。這消除了部分先有雞還是先有蛋的難題，允許在培養(yǎng)基質(zhì)尺寸下進(jìn)行生產(chǎn)，同時繼續(xù)下一步的流程。

SEMI也在準(zhǔn)備一份關(guān)于該主題的白皮書，計劃于2025年底發(fā)布?！癝EMI有一個名為先進(jìn)封裝與異構(gòu)集成（APHI）社區(qū)的技術(shù)社區(qū)，”da Silva說?！奥?lián)合主席是英特爾的Ravi Mahajan和ASE的Bill Chen，目前的方向是呼吁解決標(biāo)準(zhǔn)差距。因此，SEMI和iNEMI正在制定一份白皮書，以了解這些努力的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀。這不僅僅是面板尺寸的問題。關(guān)鍵在于支持該小組規(guī)模的所有基礎(chǔ)設(shè)施?！?/p>

這份由行業(yè)聯(lián)盟提交的論文，希望能反映行業(yè)期望的方向，無論是走Joint3路線還是其他方式。不過目前，Joint3似乎是最有前景的全流程項目。