2017封测年会笔记:物联网时代的先进封装

2017封测年会笔记:物联网时代的先进封装,第1张

2017年中国半导体封装测试技术与市场年会已经过去一个月了,但半导体这个需要厚积薄发的行业不需要蹭热点,一个月之后,年会上专家们的精彩发言依然余音绕梁。除了“封装测试”这个关键词,嘉宾们提的最多的一个关键词是“物联网”。因此,将年会上的嘉宾观点稍作整理,让我们再一起思考一下物联网时代的先进封装。
智能手机增速放缓

半导体下游市场的驱动力经历了几个阶段,首先是出货量为亿台量级的个人电脑,后来变成十亿台量级的手机终端和通讯产品,而从2010年开始,以智能手机为代表的智能移动终端掀起了移动互联网的高潮,成为最新的杀手级应用。回顾之前的二三十年,下游电子行业杀手级应用极大的拉动了半导体产业发展,不断激励半导体厂商扩充产能,提升性能,而随着半导体产量提升,半导体价格也很快下降,更便宜更高性能的半导体器件又反过来推动了电子产业加速发展,半导体行业和电子行业相互激励,形成了良好的正反馈。但在目前, 智能手机的渗透率已经很高,市场增长率开始减缓,下一个杀手级应用将会是什么?

物联网可能成为下一个杀手级应用

根据IHS的预测,物联网节点连接数在2025年将会达到700亿。

从数量上来看,物联网将十亿量级的手机终端产品远远抛在后面,很可能会成为下一波的杀手级应用。但物联网的问题是产品多样化,应用非常分散。我们面对的市场正从单一同质化大规模市场向小规模异质化市场发生变化。对于半导体这种依靠量的行业来说,芯片设计和流片前期投入巨大,没有量就不能产生规模效应,摊销到每块芯片的成本非常高。

除了应对小规模异质化的挑战, 物联网需要具备的关键要素还包括 :多样的传感器(各类传感器和Sensor Hub),分布式计算能力(云端计算和边缘计算),灵活的连接能力(5G,WIFI,NB-IOT,Lora, Bluetooth, NFC,M2M…),存储能力(存储器和数据中心)和网络安全。这些关键要素会刺激CPU/AP/GPU,SSD/Memory,生物识别芯片,无线通讯器件,传感器,存储器件和功率器件的发展。

物联网多样化的下游产品对封装提出更多要求

物联网产品的多样性意味着芯片制造将从单纯追求制程工艺的先进性,向既追求制程先进性,也最求产品线的宽度发展。物联网时代的芯片可能的趋势是:小封装,高性能,低功耗,低成本,异质整合(Stacking,Double Side, EMI Shielding, Antenna…)。

汽车电子的封装需求: 汽车电子目前的热点在于ADAS系统和无人驾驶AI深度学习。全球汽车2016年产销量约为8000万台,其中中国市场产销量2800万台,为汽车电子提供了足够大的舞台。ADAS汽车系统发展前景广阔,出于安全考虑,美国NHTSA要求从2018年5月起生产的汽车需要强制安装倒车影像显示系统。此外,车道偏离警示系统(LDW),前方碰撞预警系统(FCW),自动紧急刹车系统(AEBS),车距控制系统(ACC),夜视系统(NV)市场也在快速成长。中国一二线城市交规越来越严格也使得人们对ADAS等汽车电子系统的需求提升。ADAS,无人驾驶,人工智能,深度学习对数据处理实时性要求高,所以要求芯片能实现超高的计算性能,另外对芯片和模块小型化设计和散热也有要求,未来的汽车电子芯片可能需要用25D技术进行异构性的集成,比如将CPU,GPU,FPGA,DRAM集成封装在一起。

个人移动终端的封装需求: 个人消费电子市场也将继续稳定增长,个人消费电子设备主要的诉求是小型化,省电,高集成度,低成本和模块化。比如个人移动终端要求能实现多种功能的模块化,将应用处理器模块,基带模块,射频模块,指纹识别模块,通讯模块,电源管理模块等集成在一起。这些产品对芯片封装形式的要求同样是小型化,省电,高集成度,模块化,芯片封装形式主要是“Stack Die on Passive”,“Antenna in SiP”,“Double Side SiP等。比如苹果的3D SiP集成封装技术,从过去的ePOP & BD PoP,发展到目前的是HBW-PoP和FO-PoP,下一代的移动终端封装形式可能是FO-PoP加上FO-MCM,这种封装形式能够提供更加超薄的设计。

5G 网络芯片的封装需求: 5G网络和基于物联网的NB-IOT网络建设意味着网络芯片市场将会有不错的表现。与网络密切祥光的大数据,云计算和数据中心,对存储器芯片和FPGA GPU/CPU的需求量非常大。通信网络芯片的特点是大规模,高性能和低功耗,此外,知识产权(IP)核复杂、良率等都是厂商面临的重要问题。这些需求和问题也促使网络芯片封装从Bumping & FC发展到25D,FO-MCM和3D。而TSV技术的成功商用,使芯片的堆叠封装技术取得了实质性进展,海力士和三星已成功研发出3D堆叠封装的高带宽内存(HBM),Micron和Intel等也正在联合推动堆叠封装混合存储立方体(HMC)的研发。在芯片设计领域,BROADCOM、GLOBAL FOUNDRIES等公司也成功引入了TSV技术,目前已能为通信网络芯片提供25D堆叠后端设计服务。

上游晶圆代工厂供应端对封装的影响

一方面,下游市场需求非常旺盛,另外一方面,大基金带领下的资本对晶圆代工制造业持续大力投资,使得上游的制造一直在扩充产能据SEMI估计,全球将于2017年到2020年间投产62座半导体晶圆厂,其中26座在中国大陆,占全球总数的42%。目前晶圆厂依然以40

nm以上的成熟制程为主,占整体晶圆代工产值的60%。未来,汽车电子,消费电子和网络通信行业对芯片集成度、功能和性能的要求越来越高,主流的晶圆厂中芯和联电都在发展28nm制程,其中台积电28nm制程量产已经进入第五年,甚至已经跨入10Xnm制程。

随着晶圆技术节点不断逼近原子级别,摩尔定律可能将会失效。如何延续摩尔定律?可能不能仅仅从晶圆制造来考虑,还应该从芯片制造全流程的整个产业链出发考虑问题,需要 对芯片设计,晶片制造到封装测试都进行系统级的优化。 因此, 晶圆制造,芯片封测和系统集成三者之间的界限将会越来越模糊。 首先是芯片封测和系统集成之间出现越来越多的子系统,各种各样的系统级封装SiP需要将不同工艺和功能的芯片,利用3D等方式全部封装在一起,既缩小体积,又提高系统整合能力。Panel板级封装也将大规模降低封装成本,提高劳动生产效率。其次,芯片制造和芯片封测之间出现了扇入和扇出型晶圆级封装,FO-WLP封装具有超薄,高I/O脚数的特性,是继打线,倒装之后的第三代封装技术之一,最终芯片产品具有体积小,成本低,散热佳,电性能优良,可靠性高等优势。

先进封装的发展现状

先进封装形式在国内应用的越来越多,传统的TO和DIP封装类型市场份额已经低于20%,

最近几年,业界的先进封装技术包括以晶圆级封装(WLCSP)和载板级封装(PLP)为代表的21D,3D封装,Fan Out WLP,WLCSP,SIP以及TSV,

2013年以前,25D TSV封装技术主要应用于逻辑模块间集成,FPGA芯片等产品的封装,集成度较低。2014年,业界的3D TSV封装技术己有部分应用于内存芯片和高性能芯片封装中,比如大容量内存芯片堆叠。2015年,25D TSV技术开始应用于一些高端GPU/CPU,网络芯片,以及处理器(AP)+内存的集成芯片中。3D封装在集成度、性能、功耗,更小尺寸,设计自由度,开发时间等方面更具优势,同时设计自由度更高,开发时间更短,是各封装技术中最具发展前景的一种。在高端手机芯片,大规I/O芯片和高性能芯片中应用广泛,比如一个MCU加上一个SiP,将原来的尺寸缩小了80%。

目前国内领先封装测试企业的先进封装能力已经初步形成

长电科技王新潮董事长在2017半导体封装测试年会上,对于中国封测厂商目前的先进封装技术水平还提到三点:

SiP 系统级封装: 目前集成度和精度等级最高的SiP模组在长电科技已经实现大规模量产;华天科技的TSV+SiP指纹识别封装产品已经成功应用于华为系列手机。

WLP 晶圆级封装 :长电科技的Fan Out扇出型晶圆级封装累计发货超过15亿颗,其全资子公司长电先进已经成为全球最大的集成电路Fan-In WLCSP封装基地之一;晶方科技已经成为全球最大的影像传感器WLP晶圆级封装基地之一。

FC 倒装封装: 通过跨国并购,国内领先企业获得了国际先进的FC倒装封装技术,比如长电科技的用于智能手机处理器的FC-POP封装技术;通富微电的高脚数FC-BGA封装技术;国内三大封测厂也都基本掌握了16/14nm的FC倒装封装技术。

很高兴回答你的问题。

电子信息工程专业,毫无疑问是当今非常热门而且专业性比较强的一门学科

为了能够清楚的阐述电子信息工程这个专业怎么样,我将从以下几个方面做浅薄分析。

第一、什么是电子信息工程?

电子信息工程全称“电子信息技术与工程”,简称“电工”,当然这里的“电工”是带引号的,有区别于传统的电工,它主要偏向于弱电信号传输方向

第二、电子信息工程是干什么的?

电子信息工程,从字面意思可以看出,将来毕业后所从事的工作与电子有关,也与通信有关。

电子方面,包括电子电路测试、设计与开发。通信方面,包括计算机硬件通信、软件通信、数据传输、数据网络以及数据库开发等。第三、在学校主要学习哪些课程?

这个专业虽然是工科,但是它对理科的要求也是比较高的,比如数学、物理方面的知识要求较多。

主要学习课程:模拟电路、数字电路、电路知识、信号与系统、高频知识、射频知识、计算机原理、通信原理及传感器等相关知识。

第四、这个专业对一般开发者要求较高

要求高都高在哪些方面?

基础理论课要学的比较扎实。

这些课程一般都是数学、物理、电路、计算机、通信方面比较核心的课程。

动手能力要强

最基本的要会做电路板,要焊接电子元器件,要调试电路,要会写代码,要会软件编程。

如今硬件嵌入式发展方向FPGA、ARM开发与测试,这些都是要学会的

第五、关于就业在什么单位或者就业方向?

因为这个专业主要有两个方面,一个偏向于硬件方面,一个偏向于软件方面也。

就是说,这个专业毕业后,一般的电子公司,通信公司,就业范围很广,薪酬待遇比较高。

如果学得好,那么如今国内比较好的互联网企业阿里、腾讯、百度等,都对这方面的人才需求量比较大,但是要求也比较高。还有一个方面就是科技型技术公司,比如华为,中兴等。其它一些小的电子信息类企业。研究所。大中专院校。企事业单位。

举例:我有个同学学的是电子信息工程,毕业以后考了研究生,现在在一个研究所做工程师,待遇基本上算是比较好的,个人发展前途也是比较好,毕竟是技术工。

第六、毕业生薪资如何?

这一方面就看个人的能力大小,如果是名牌大学毕业,对本科或者研究生,在百度、阿里、腾讯及华为等这样的公司就业,毕业生起薪可以说至少都是1万起步的。

当然,不是所有的人都能上名牌大学,都能进入大公司,其实大多数人还是干着最基础的工作,比如一般的科技公司,焊着电路板儿,软硬件测试,程序调试和一般的普通的电工虽然不同,但是也是很辛苦,总体来说工资待遇还行

第七、电子信息工程是目前的热门

我们知道目前人工智能(AI)是电子信息领域,计算机科学领域比较热门的。

人工智能已经深入了我们的生活,比如我们现在拿的手机,他从系统底层已经融入人工智能的理念和想法,各大平台的手机都有各自的智能语音系统,智能管理系统等。

如今各路智能机器人遍地开花,如雨后春笋般进入了我们的生活,也改变着我们的生活方式


结束语总之,电子信息工程这个专业,是个好专业,但是它的要求是比较高的,当然它的待遇和薪资也是比较高的。

专业是个好专业,关键还要看个人,但是平台也很重要,在什么样的环境中学习,跟什么样的人学习,最终也可能会影响你的就业和将来的发展,所以努力学习,考一个好的大学,选一个好的专业,学一个好的技能,找一份好的工作,努力工作,努力赚钱,好好生活,报答社会,实现个人价值与社会价值。

GPU与CPU的区别:CPU的内核比较少(单核、双核、四核、八核等等),比较复杂,功能强大;GPU的内核比较多(好几百甚至上千个),但比较简单,功能单一,适合于进行像素级并行图形处理。虽然GPU最初是为图形处理而设计的,但由于它具有并行处理特性,现在已经将其应用到众多的需要并行处理的非图形领域了。例如DNA 排序、物理建模、消费者行为预测、GPU云服务器等等。

GPU与深度学习的关系:原本深度学习与图形无关,当然也与图形处理器GPU无关。深度学习需要大量的训练,训练算法并不复杂,但数据量大。如果用CPU进行训练,CPU的内核少,训练时间就长;而GPU的多内核优势在此时就发挥出来了。因此,玩深度学习的人,在进行训练时,就借用GPU的多内核、并行处理的优势,将GPU用到了非图形领域。

FPGA也有并行处理优势,也可以设计成具有多内核特点的硬件。所以,目前深度学习就存在采用GPU和FPGA这两大类硬件的现状。

物联网工程专业毕业生可以选择在政府管理部门、科学研究机构、设计院。咨询公司、建筑工程公司、物业以及能源管理。

建筑节能设备以及产品制造生产企业等单位从事建筑节能的研究、设计、施工、运行、监测与管理工作。物联网工程专业毕业生主要在新能源、互联网、计算机软件等行业工作。

学生需要学习包括计算机系列课程、信息与通信工程、模拟电子技术、物联网技术及应用、物联网安全技术等几十门课程,同时还要打牢坚实的数学和物理基础。

另外,优秀的外语能力也是必备条件,因为目前物联网的研发、应用主要集中在欧美等国家,学生需要阅读外文资料和应对国际交流。

物联网工程课程包括物联网工程导论、嵌入式系统与单片机、无线传感器网络与RFID技术、物联网技术及应用、云计算与物联网、物联网安全、物联网体系结构及综合实训、信号与系统概论、现代传感器技术、数据结构、计算机组成原理、计算机网络、现代通信技术、 *** 作系统等课程以及多种选修课。


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