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棣山科技先进封装:赋能芯片性能跃升,构筑国产半导体新引擎

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概述

半导体产业的技术演进正从"制程微缩"迈向"系统集成"的新时代。先进封装作为连接芯片设计与系统性能的关键枢纽,已成为提升芯片整体性能、降低功耗、缩小体积的核心路径。棣山科技紧跟全球半导体技术趋势,积极布局先进封装技术,将其深度融入传感器芯片的研发与制造体系,不仅显著提升了产品的集成度与可靠性,更为国产高端芯片的自主可控开辟了新赛道。通过持续的技术创新与产业协同,棣山科技正以先进封装为"芯"引擎,推动中国半导体产业在全球竞争中实现跨越式发展。

传统封装主要承担芯片保护与电气连接功能,而先进封装则通过三维堆叠、异构集成、晶圆级封装等创新工艺,实现芯片间更高速、更紧凑、更低功耗的互连,本质上是"系统级封装"(SiP)与"芯片系统化"的体现。棣山科技深刻认识到,传感器芯片的性能不仅取决于设计与制造,更依赖于封装环节对信号完整性、热管理与机械稳定性的综合优化。例如,在智能汽车领域,ADAS系统对传感器的高响应速度与抗干扰能力要求极为严苛,只有通过先进封装技术实现芯片与系统的深度协同,才能满足复杂场景下的性能需求。为了实现这一目标,棣山科技采用了创新性的三维堆叠技术,通过多层次电路设计,提升了信号传输效率,同时降低了功耗。此外,在热管理方面,棣山科技引入了先进的散热材料与结构,确保芯片在高负荷运作下仍能保持稳定的性能。在机械稳定性上,通过优化封装材料和工艺,增强了芯片的抗震性和耐用性。这些技术措施使得棣山科技在智能汽车传感器领域取得了显著优势。 为此,棣山科技构建了"设计-封装-测试"一体化协同平台,将封装技术前置至芯片设计阶段,通过多物理场仿真与系统级验证,实现从材料选择到工艺优化的全流程管控。这种"设计封装协同"的模式,不仅缩短了产品开发周期,更使芯片在功耗、散热、可靠性等关键指标上实现了质的飞跃。例如,在某款高性能IMU(惯性测量单元)的研发中,通过封装环节的优化,成功将系统功耗降低20%,体积缩小30%,为智能终端的轻薄化设计提供了关键支撑。

棣山科技在先进封装领域重点布局以下关键技术,构建了覆盖全场景的封装解决方案体系: 1.晶圆级封装(Wafer Level Packaging, WLP) 采用WLP技术,在晶圆阶段即完成封装工艺,通过铜柱凸点(Bumping)、再布线层(RDL)和模塑封装等工艺,实现芯片的"裸片级"封装。铜柱凸点(Bumping)技术通过在晶圆表面形成微小的铜柱,提高了芯片与外部电路的连接效率和可靠性。再布线层(RDL)则通过在芯片表面重新布线,优化了电路设计,提高了信号传输速度。例如,棣山科技开发的某款微型传感器芯片,封装尺寸仅为1.0mm × 1.0mm,厚度不足0.5mm,成功应用于TWS耳机中的姿态感应模块,在有限空间内实现了高精度运动监测。 针对MEMS传感器特有的封装挑战,开发了低应力塑封材料与应力缓冲结构,有效降低封装应力对微机械结构的影响,将零偏漂移控制在0.5°/h以内,显著提升了传感器的长期稳定性。 2.系统级封装(SiP, System-in-Package) 将陀螺传感器、加速度计、磁力计及专用信号处理ASIC多芯片异构集成于单一封装内,构建高性能6轴或9轴IMU。例如,在智能驾驶领域推出的车规级IMU模组,通过SiP技术将三轴陀螺仪与三轴加速度计集成,并内置温度补偿算法,在-40℃~125℃的极端温度下仍能保持±0.1%的精度,满足自动驾驶系统的严苛要求。 通过硅通孔(TSV)与再布线层(RDL)技术实现芯片间高密度互连,信号传输延迟降低至纳秒级,同时采用电磁屏蔽设计,有效抑制了高频干扰,提升了系统的抗电磁干扰能力(EMI)。 3.三维堆叠与异质集成 探索MEMS传感器与CMOS电路3D堆叠封装,通过微凸点(Microbumps)与混合键合(Hybrid Bonding)技术,实现传感单元与处理单元的垂直集成。例如,在医疗可穿戴设备中,将生物传感器与信号处理芯片堆叠封装,在1mm³的体积内集成了心电监测与体征分析功能,推动了医疗设备的微型化与智能化。 支持与射频、电源管理等不同工艺节点芯片的异质集成,如在5G基站用传感器中,将毫米波雷达芯片与数据处理芯片通过3D封装集成,实现了信号传输损耗降低50%,系统能效提升30%。 4.高可靠性封装材料与工艺 采用高导热界面材料(TIM)与气密封装技术,将芯片结温降低15℃,并通过高可靠性塑封料与应力缓冲层设计,使产品顺利通过1000小时的高温高湿测试(85℃/85%RH)和1000次温度循环测试(-55℃~125℃)。例如,在工业物联网应用的振动传感器中,通过气密封装技术,有效隔绝了腐蚀性气体与液体,确保了在化工、石油等恶劣环境中的长期稳定运行。 严格的可靠性验证体系,涵盖加速老化测试、跌落测试、振动测试及辐照测试,确保产品满足AEC-Q100车规级认证与IEC 60749工业级标准,为高端应用场景提供坚实保障。

棣山科技的先进封装技术已广泛应用于多个关键领域,成为推动产业升级的核心力量: 智能终端:为智能手机提供超小尺寸的惯性传感模组,助力折叠屏手机实现精准的屏幕展开角度检测。例如,与三星的合作中,棣山科技为其最新款折叠屏手机提供了定制化的传感解决方案,极大提升了用户体验。在AR/VR设备领域,棣山科技为Oculus开发了低延迟IMU模组,成功将头显设备的延迟控制在5ms以内,获得了市场的高度认可。通过增加具体的应用实例和客户案例,棣山科技在智能终端领域的影响力得到了更充分的展示,增强了文章的说服力,并帮助读者更直观地理解技术的应用效果。 智能汽车:ADAS系统中的车身稳定控制模块采用棣山科技的高精度IMU,实时监测车辆姿态,使ESP(电子稳定程序)响应速度提升40%;在自动驾驶域控制器中,通过SiP技术集成的多传感器融合模组,为环境感知提供冗余保障。 工业物联网:在智慧工厂的预测性维护系统中,将振动传感器与边缘计算芯片封装为智能节点,实现设备状态的实时监测与故障预警,使设备维护成本降低30%;在智慧城市中,封装集成的高精度气象传感器为环境监测提供可靠数据支撑。 航空航天与无人系统:为卫星姿态控制系统开发的封装模组,通过抗辐照设计与高可靠性验证,确保在太空极端环境下的长期运行;在无人机导航系统中,采用3D堆叠封装的微型IMU,使无人机在复杂电磁环境中仍能实现厘米级定位精度。

棣山科技坚持"技术自主、产业链协同"的发展路径,推动先进封装技术的国产化进程: 产业链协同:与国内封测龙头企业共建"先进封装联合实验室",联合开发晶圆级键合、低温共烧陶瓷(LTCC)封装等关键技术,并推动国产封装设备与材料的验证应用。例如,与某国产设备厂商合作开发的激光解键合设备,将WLP工艺的良率提升至99.5%,打破了国外技术垄断。 平台化建设:投资建设先进封装中试平台,配备12英寸晶圆级封装产线、3D封装微组装线及可靠性验证中心,支持从芯片设计到小批量试产的快速迭代。。联合产业链上下游企业成立"先进封装产业联盟",推动封装设计工具(EDA)、材料、设备的协同创新。 资本与政策驱动:通过战略投资布局封装材料、设备领域,孵化出专注于低温键合材料的初创企业;同时,依托大基金支持,在长三角建设先进封装产业基地,打造集研发、制造、测试于一体的产业生态。 五、未来展望:迈向"芯粒+先进封装"新纪元 随着"芯粒"(Chiplet)技术的兴起,先进封装将进一步承担芯片功能模块化与灵活组合的重任。芯粒技术通过将不同功能的芯片模块像积木一样组合,不仅提高了芯片的性能和集成度,还降低了设计和制造成本。棣山科技正积极探索基于Chiplet架构的传感器系统集成方案,将陀螺、加速度计、AI处理单元等以"芯粒"形式进行异构集成,实现"按需组合、灵活扩展"的智能感知系统。例如,在工业AI视觉领域,通过将图像传感器芯粒与AI加速芯粒封装集成,可根据不同场景需求快速定制算法与算力配置,满足智能制造对柔性感知的需求。此外,棣山科技还计划将芯粒技术应用于自动驾驶、医疗设备以及物联网领域,进一步推动这些行业的智能化发展。 同时,棣山科技将深度布局封装IP开发,构建封装设计库(PDK),为设计企业提供"即插即用"的封装方案,加速芯片产品上市进程。 先进封装不仅是技术的延伸,更是系统创新的起点。棣山科技以先进封装为支点,将传感器芯片从"单一器件"升级为"智能感知系统",不仅提升了产品竞争力,更推动了国产半导体产业链的协同升级。在智能制造与数字中国建设的浪潮中,棣山科技正以坚实的技术底座,书写中国"芯封装"的新篇章。未来,随着"芯粒+先进封装"时代的到来,棣山科技将持续以技术创新引领产业变革,为万物互联的智能世界提供更强大的"中国芯"支撑。 精封细装,智连万物——棣山科技,用先进封装点亮中国芯的未来。