深圳电子展
2026年10月27-29日
深圳国际会展中心(宝安)

电子展|键合设备:后摩尔时代半导体产业的“黄金纽带”

在半导体产业的发展历程中,摩尔定律一直是衡量技术进步的核心准则,它预测集成电路上的晶体管数量每两年翻一番,从而带来性能的大幅提升。然而,随着技术不断逼近物理极限,摩尔定律的可持续性面临着前所未有的挑战。在这一转折点上,键合设备作为半导体制造流程中的关键一环,正逐渐凸显其至关重要的地位,电子展小编认为,它如同后摩尔时代的“黄金纽带”,将不同的芯片和元器件紧密地联系在一起,为产业的持续发展注入新的活力。

键合设备的核心作用是通过物理或化学的方式,将芯片从原始的晶圆上分离出来,并将其与封装基板或其他基板实现精确的电连接和物理固定。在传统的制造流程中,这一步骤主要依赖于引线键合技术,即通过细小的金属线将芯片的引脚与基板上的焊盘相连,从而实现信号的传输。然而,随着芯片集成度的不断提高以及封装形式的日益多样化,这种传统的引线键合方式逐渐暴露出一些局限性。例如,引线的长度和间距会对信号传输的速度和质量产生影响,而且过多的引线可能会导致封装结构的复杂化,增加制造成本和可靠性风险。

为了克服这些挑战,新型的键合技术应运而生。其中,倒装芯片键合技术(Flip-Chip Bonding)成为了一种很具潜力的替代方案。在倒装芯片键合中,芯片被倒置过来,通过在芯片底部预先制作的微小凸点(bumps),直接与基板上的焊盘实现大面积的接触和连接。这种方式大大地缩短了信号传输路径,减少了信号延迟和功耗,同时也提高了封装的密度和可靠性。此外,倒装芯片键合还可以实现芯片与基板的三维堆叠,为构建多芯片模块(Multi-Chip Modules, MCM)和系统级封装(System in Package, SiP)提供了强大的技术支持。通过三维堆叠的方式,可以在有限的空间内集成更多的功能,满足日益增长的高性能计算、通信和消费电子等领域对芯片性能和集成度的严格要求。

除了倒装芯片键合,混合键合技术(Hybrid Bonding)也成为了后摩尔时代备受瞩目的发展热点。混合键合结合了传统的引线键合和倒装芯片键合的部分特点,通过在芯片和基板之间形成一种特殊的混合连接结构,实现了信号和功率的高效传输。这种技术在混合信号电路、射频微波电路以及高功率芯片封装等领域展现出了独特的优势。它不仅能够满足不同功能模块之间精确的电气连接需求,还能有效地解决热管理、电磁兼容性等复杂问题,为构建高性能、高可靠性的电子系统提供了有力保障。

随着人工智能、5G通信、物联网等新兴技术的蓬勃发展,半导体产业对键合设备的精度和性能提出了更高的要求。为了适应这些需求,键合设备制造商正在不断地进行技术创新和产品升级。例如,通过引入先进的光学对准系统、高精度的运动控制技术和智能化的工艺控制软件,键合设备能够实现亚微米级甚至纳米级的对准精度,确保芯片与基板之间连接的可靠性。同时,设备的生产效率也在逐步提升,通过优化流程和采用并行加工技术,能够大幅缩短芯片的封装周期,满足市场对快速交付的需求。

此外,随着半导体产业的全球化发展趋势,键合设备也需要具备更好的兼容性和适应性。不同国家和地区的半导体制造工艺和标准可能存在差异,因此键合设备必须能够灵活地适应这些变化,与各种类型的芯片和封装材料实现良好的兼容。这不仅要求设备制造商密切关注全球半导体产业的发展动态,及时调整产品策略,还要求他们加强与客户的合作与沟通,深入了解不同应用场景下的具体需求,从而为客户提供更具针对性的解决方案。

在后摩尔时代,半导体产业正面临着前所未有的变革与挑战。键合设备作为这一变革中的关键“粘合剂”,其重要性不言而喻。它不仅承载着将芯片从晶圆生产过渡到封装应用的使命,更是在高性能、高集成度芯片制造中不可或缺的关键技术支撑。电子展小编觉得,随着技术的不断创新和设备的持续升级,键合设备将充分发挥其在芯片互连领域的核心优势,助力半导体产业突破摩尔定律的瓶颈,迈向更加辉煌的未来。

文章来源:华芯资本半导体组