半导体封装篇：采用TSV的三维封装技术备受关注的一年

美国IBM与美国美光科技发布的“Hybrid Memory Cube”（点击放大）
2011年，半导体封装业界的热门话题是采用TSV（硅通孔）的三维封装技术。虽然TSV技术此前已在CMOS图像传感器等产品上实用化，但始终未在存储器及逻辑LSI等用途中普及。最近，存储器及逻辑LSI方面终于出现了使TSV技术实用化的动向。

存储器方面，采用TSV技术的宽I/O DRAM的发布接连不断。采用TSV技术层叠并连接多个DRAM芯片，不仅可实现产品的小型化及大容量化，还可通过增加总线宽度提高数据传输速度，并降低功耗。

首先，2011年3月韩国海力士半导体宣布，采用TSV技术，成功层叠了8层40nm级2Gbit DDR3 DRAM芯片。TSV技术与原来的引线键合技术相比，使运行速度提高了50％，功耗降低了40％。

3个月之后的2011年6月，尔必达存储器开始样品供货采用TSV技术的32位宽8Gbit DDR3 SDRAM（参阅本站报道1）。采用TSV技术层叠了4个2Gbit DDR3 SDRAM芯片与一个接口芯片，并实现了单封装。

2011年8月，韩国三星电子宣布开发出了采用TSV技术的32GB RDIMM（registered dual inline memory module）（参阅本站报道2）。该产品层叠了30nm级DDR3 SDRAM，并以TSV连接而成。已开始样品供货。

2011年12月，美国IBM与美国美光科技公司宣布开始生产基于TSV的新型存储器“Hybrid Memory Cube”（HMC）（参阅本站报道3）。据两公司介绍，采用TSV技术，可将每个LSI的最大数据传输速度提高到128GB/秒。

针对这些动向，日本电子信息技术产业协会（JEITA）在2011年5月发布的《2011年度版日本封装技术发展蓝图》中，加入了基于TSV的宽I/O DRAM技术的相关内容（参阅本站报道4）。而且，目前JEDEC也在为采用TSV的DRAM制定标准。

逻辑LSI方面，在采用TSV技术的硅转接板上平面封装逻辑LSI芯片的“2.5D”技术已全面进入实用化阶段。比如，美国赛灵思公司2011年10月开始样品供货在硅转接板上封装4个28nm工艺FPGA芯片、相当于3000万门ASIC电路的FPGA产品“Virtex-7 2000T”（参阅本站报道5）。这是一种通过将大面积芯片分割为4部分来提高芯片成品率的新方式。

关于这种2.5D技术以及未来的三维封装技术，赛灵思的合作企业——台湾台积电（TSMC）在2011年11月举行的技术研讨会上，宣布了TSV的量产计划等（参阅本站报道6）。因TSV技术采用半导体工艺，因此也为台积电这样的代工企业涉足封装领域创造了契机。有人指出，在介于半导体前工序和后工序之间的“中端”领域，潜藏着新的发展机会（参阅本站报道7）。

另外，在2011年12月举行的“Semicon Japan 2011”的技术研讨会上，法国Yole Developpement就赛灵思的硅转接板公开了成本推算结果。该结果显示，每块40mm×40mm硅转接板的生产成本约为32美元。从该数字可以看出，目前采用TSV技术的硅转接板仍十分昂贵。不过，Semicon Japan 2011上展出了很多TSV制造装置（参阅本站报道8），估计今后业界将加快降低TSV技术成本的步伐。（记者：木村 雅秀，《日经电子》）