技经观察丨芯片3D封装——延续摩尔定律的重要技术方向之一

一、芯片发展迈入后摩尔时代

长期以来，芯片制程微缩技术一直驱动着摩尔定律的延续。从1987年的1um制程到2015年的14nm制程，芯片制程迭代速度一直遵循摩尔定律的规律，即芯片上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月到24个月便会增加一倍。但2015年以后，芯片制程的发展速度进入了瓶颈期，7nm、5nm制程的芯片量产进度均落后于预期。全球领先的晶圆代工厂台积电3nm制程芯片量产遇阻，2nm制程芯片的量产更是排到了2024年后，芯片制程工艺已接近物理尺寸的极限1nm，芯片产业迈入了后摩尔时代。

在后摩尔时代，芯片的发展逐渐演化出了不同的技术方向。其中之一的“More Moore”方向，主要是研发新方法沿着摩尔定律的道路继续向前推进，不断缩小芯片制程。而另一个方向则是“More than Moore”（超越摩尔），主要是发展之前摩尔定律演进过程中未开拓的技术方向。先进封装便是超越摩尔技术方向的一种重要实现路径。

来源：ARM

在后摩尔时代，随着芯片制程工艺逐渐逼近物理尺寸极限，3D封装技术正成为提升芯片集成度和性能的重要技术路线，这将推动半导体价值链向后道工艺移动。同时，3D封装技术对于芯片架构具有革命性的影响，这种影响将会传递到整个芯片产业链，并引起产业链中前道工艺和后道工艺协作机制的变化。比如，在3D封装技术路线的影响下，芯片设计将不再是单芯片设计问题，而是将逐渐演变成更为复杂的多芯片系统设计工程，还会对电子设计自动化（EDA）算法引擎提出更高的要求。

目前，我国芯片产业发展迅速，封装技术发展接近国际先进水平，但芯片产业发展主导能力有待加强。未来，我国应在先进封装领域强化政府引导作用，构建以关键共性技术为突破点的支持政策体系，实现逆势突围，提高芯片产业的竞争力。

参考资料：

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[10]攻下先进封测成为我国半导体发展的重中之重[EB/OL]. https://www.elecfans.com/d/821693.html

[11]萨科微，3D封装将成为主要工艺！芯片巨头决战先进封装！[EB/OL]. https://www.slkormicro.com/other-else-63359/53725.html

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[15]王晓明. 后摩尔时代的3D封装技术——高端通信网络芯片对3D封装技术的应用驱动[C]. 中兴通讯技术. 2016.