A*STAR和Soitec宣布推出联合计划，以开发全新先进封装层转移工艺

具备成本竞争力的全新晶圆到晶圆层转移工艺可帮助实现

低功耗、高产量、高密度与高速互联

新加坡科技研究局(A*STAR)微电子研究院(IME)与设计和生产创新性半导体材料的全球领先企业Soitec宣布推出一项联合计划，将要开发采用先进多芯片晶圆级封装技术的新一代层转移工艺。基于微电子研究院的晶圆级扇出封装(FOWLP)和2.5D硅中介层(TSI)以及Soitec的Smart Cut™技术，新的转移工艺可实现高性能、高能效、高产量以及成本竞争力。

先进封装技术目前主要用于服务器、智能手机、工业和汽车应用领域的系统级芯片(SOC)，通过将半导体芯片组合封装的多种方式来降低成本、功耗和提供高效散热。截至2022年，先进封装市场预计将扩大三倍，为中高端应用提供200万片初制晶圆1。随着晶体管和电路尺寸日益缩小以及数量不断增多，芯片变得日益复杂。这推动了先进封装工艺的协同创新，通过寻找优化成本效益的制造方案并增加数据带宽，以支持智能手机、云计算和边缘计算应用。

先进封装中的一项标准工艺涉及使用全硅晶片来进行层转移，其成本高达3美分/ mm2。 Soitec在未来三年内将与IME合作，评估其Smart Cut™技术在IME两个先进封装平台晶圆级扇出封装(FOWLP)和2.5D硅中介层(TSI)的应用。这些测试的目的是开发出一种新的层转移工艺，以促进未来封装技术发展。此新工艺可实现更高性能、更低功耗，同时通过避免使用全硅片来降低生产成本。IME同时也会展开测试来评估新工艺的可靠性与稳健性，帮助Soitec检测技术长期应用的可行性。

Smart Cut™技术利用光离子注入和晶圆键合来定位超薄单晶层，并将其从一个衬底转移到另一个衬底。它的工作原理类似纳米刀，可使有源层独立于支撑机械衬底被管理。这样做的主要优点在于可使用低温键合和分离技术，创建多个薄至纳米级别且几近无缺陷的硅层。这些硅层之后将被置于有源晶体管电路的顶部，通过调节注入能量和工艺工程，可以高精度地调节被转移的硅层厚度。最后经由蚀刻和沉积工艺，晶体管即可完成。 此外，供体衬底可以多次重复使用，因为每次层转移操作之后，硅晶圆表面会被重新抛光。

作为领先的研究机构，IME汇聚了全球半导体供应链包括无晶圆设计公司、代工厂、外包半导体装配和测试服务提供商(OSATs)、EDA供应商、设备制造商和材料开发商等，展示可用于智能手机、数据中心、高性能计算、5G 、物联网以及汽车应用的先进封装解决方案。在此次与Soitec的合作中，IME将在架构定义、建模、设计、流程集成、可靠性评估和故障分析这些先进封装领域提供专业知识。 IME将在其功能齐全且先进的300mm晶圆级封装线——2.5D / 3DIC试生产线中率先采用先进的封装技术。 IME在高级晶圆级扇出封装(FOWLP)和2.5D硅中介层(TSI)方面的端到端工艺能力和专有技术将缩短开发周期，并可提供基于Smart Cut™技术的经济高效的封装解决方案。合作期间，Soitec将在其位于新加坡的Pasir Ris工厂为IME提供设备、研发人员和净室专用空间。

微电子研究院执行董事Dim-Lee Kwong教授说道：“先进封装在高价值半导体市场上仍然是一个亮点，我们很高兴能与Soitec合作开发封装解决方案，这将有助于先进封装在新加坡以及全球的细分市场发展。”

Soitec首席技术官Christophe Maleville表示：“Soitec和IME相信Smart Cut™技术将带来突破性成果，彻底改变2.5D/3D层转移工艺流程。这一战略合作不仅将开发出先进封装这一Smart Cut™ 新应用场景，还将为Soitec开辟在优化衬底制造之外的全新市场。”

文献来源：

1. Yole 2017发展报告关于12英寸晶圆中3D及 2.5D硅通孔(TSV) 技术