国产4nm手机芯片集成封装成功突破，在先进封装技术方面再上台阶

芯片的发展，已经成为了制约行业发展的短板，无论是产能还是技术，都是容易被“卡”的关键点。从汽车芯片，到电视芯片再到手机芯片，都处处受限，根本原因就只是没有光刻机，没有技术吗?显然不是这么简单。

以手机芯片为例，同样是2021年12月份发布的4nm手机CPU：联发科9000和高通骁龙8 gen1，两者的差异大吗?

天玑9000是采用了1颗超大核Cortex-X2主频(3.05GHz)+3颗大核Cortex-A710主频(2.85GHz)+4颗小核Cortex-A510主频(1.8GHz)。

骁龙8 gen1则是跟天玑9100同样的架构，不过在大核上的主频有所下降到了2.5GHz。不过在GPU方面，骁龙可以提供8K的视频拍摄，显然要略强于天玑9100，在跑分上两者不相上下，毕竟各有所长。但是，从国内手机发行的节奏来看，两者的“认可度”有着巨大的差异，无论联发科CPU的跑分如何赶超，也无法得到一线甚至二线手机品牌的认可，这是为什么?

要知道，联发科也是由台积电加工，而甚至高通还找三星加工出过一些工艺上的问题。显然，背后的原因并非是工艺和技术的问题，在底层架构指令不变的情况下，大家都抢着首发高通芯片，哪怕芯片不足也要排队等待，其原因在于高通的商业模式。

来看一组财报数据：在2021财年，高通公司营收约为336亿美元，净利润约90亿美元，其中CDMA收入270亿美元，技术授权收入63亿美元。

为什么大家都得用高通?CDMA引进国内之后，高通就开始了其专利费、高通税、专利反授权等各种附加收费，不仅仅联通、移动和电信深受其影响，连小米、OV等手机厂商同样在其专利阻塞影响之下。甚至有部分专利到期后，高通利用捆绑方式，把几个过期专利和在期专利一起打包，以此来达到其过期专利依旧收费的效果。

另外高通要求使用高通CDMA标准的企业，需要向高通进行技术的授权。这个授权是无偿的，这样会带来什么影响呢?高通自己不生产手机，也不生产成品硬件，但是这种授权使得高通公司拥有了庞大的技术链，曾经小米把手机市场推向印度，但是最初由于红米没有用高通芯片而被爱立信所阻，后来用了高通芯片之后，高通通过反授权，让小米没有了技术授权的后顾之忧。这就是拿着别人的专利，来反向授权给同产业链的其他企业，让高通系越来越庞大，也让很多企业越来越离不开高通。

多芯片封装方面，从水平排列封装，到三维叠加封装，再到多维异构封装。所谓的多维封装，就是相对于二维封装来说的。二维封装是让多个芯片并列摆放，芯片越多，封装出来的产品越大，在电路板上非常占用空间。为了减少尺寸就会用到多维封装，就是把芯片摞起来，不增加面积，只增加厚度。大家千万不要以为立体封装就是把几个芯片摞在一起就可以了。摞在一起的芯片怎样散热，线路怎样连接，如何减少厚度，相互之间怎样减少干扰，都是需要考虑的问题。

其实，三维叠加封装主要应用在结构比较简单的存储芯片领域，更复杂的芯片需要更复杂的封装方式，也就是多维异构封装。

所谓的异构封装，就是把不同生产工艺甚至不同材料的芯片封装在一起的技术，主要应用于系统级芯片的封装。所谓系统级芯片，我们拿手机芯片来举例，手机芯片已经不再是传统意义上的CPU，而是把CPU、GPU、AI芯片、内存、甚至通信芯片、电源控制芯片等整合到一起的系统级芯片。这些芯片本身并不是一起生产出来的，生产工艺不一样，甚至生产材料都不一样，能不能有机整合到一起，就看封装的水平了。

有的朋友可能会问了，台积电那么厉害，为啥不直接把这些芯片整合生产出来，非要切成一片一片再封装呢?首先，芯片越复杂，生产流程越复杂，生产成本越高。同样的芯片放到一个晶圆上生产，不同的核心放到不同的批次上生产，效率更高，成本更低。其次，芯片生产特别强调良率，也就是合格率。所有的芯片代工厂都无法做到良率百分百，而且芯片越大越复杂，良率越低。显然把多核芯片拆开来生产，要比整合到一起生产更划算。既然拆开来生产，就必须要再整合在一起，封装的重要性就体现出来了。

多说一句，有些功率芯片，使用三代半导体技术，用砷化镓、氮化镓或碳化硅来生产，并不能跟硅基芯片一起生产，就算是整合的时候，也不是简单摞起来就行了，必须要考虑材料的兼容性，还要综合考虑导热散热问题和线路连接问题，这对封装技术提出了比较高的要求。

讲了这么多，大家也应该明白了，所谓的多维异构封装，并不是中国公司独创的，而是业内的通用做法。大家千万不要以为台积电不会封装，台积电能提供从芯片设计到芯片封装测试的全部服务，只不过最拿手的还是芯片生产环节，因为那是目前为止最不可替代的环节。台湾的芯片产业，就是从封装开始的，后来才逐渐涉足芯片制造。台湾省在芯片封装行业基础雄厚，技术领先，并非大陆公司可以轻易超越的。

至于说，多维异构封装技术能替代芯片工艺的不断提升，成为芯片生产行业下一步的发展方向，这一点是有一定道理的。随着芯片制程工艺的不断提高，芯片中的晶体管越做越小，生产难度越来越大，量子隧穿效应带来的功耗增加越来越明显，提高工艺制程带来的收益，将会小于改进封装工艺带来的收益。所以，近几年芯片封装领域的产值增加速度非常快，平均超过了10%。

近日，长电科技在互动平台表示，公司已可以实现4nm手机芯片封装，以及CPU、GPU和射频芯片的集成封装，在先进封装技术方面再上台阶。

去年7月，长电科技发布XDFOI多维先进封装技术，该技术能够为高密度异构集成提供全系列解决方案，也为此次攻克4nm先进工艺制程封装技术打下基础。

据了解，诸如4nm等先进工艺制程芯片，在封测过程中往往面临连接、散热等挑战。因此，在先进制程芯片的封装中，多采用多维异构封装技术。长电科技介绍，相比于传统的芯片堆叠技术，多维异构封装的优势是可以通过导入中介层及其多维结合，来实现更高密度的芯片封装，同时多维异构封装能够通过中介层优化组合不同密度的布线和互联达到性能和成本的有效平衡。

此前，长电科技首席技术长李春兴曾公开表示：“摩尔定律前进趋缓，而信息技术的高速发展和数字化转型的加速普及激发了大量的多样化算力需求，因此，高效提高芯片内IO密度和算力密度的异构集成技术，被视为先进封装技术发展的新机遇。”

今天，博主@数码闲聊站爆料，OPPO Reno8系列有三款机型，小杯搭载联发科天玑1300，中杯搭载骁龙7 Gen1，大杯搭载联发科天玑8100。

其中中杯是OPPO Reno8，型号为PGAM10，该机会首发骁龙7 Gen1处理器，这颗芯片将在本月正式登场。

和骁龙778G对比，骁龙7 Gen1升级为4nm工艺制程，这是高通旗下第二款4nm手机芯片(第一款是骁龙8 Gen1)。

这颗芯片由4颗大核和4颗小核组成，大核为ARM Cortex A710，CPU主频为2361MHz，小核为ARM Cortex A510，CPU主频为1804MHz，GPU为Adreno 662。

跑分方面，骁龙7 Gen1单核成绩为712，多核成绩为2385，与高通骁龙778G跑分相差不大，首发这颗芯片的OPPO Reno8系列可能会在本月正式发布。