智能封装:让半导体制造跨入自动化新时代
随着封装技术的进步,它已经从最初简单的芯片堆叠和互连器连接,演变成为整体设备性能中一个积极的组成部分。当今的多芯片组装要求封装线在多吉赫兹频率下保持信号完整性,管理垂直堆叠设备的热量,将模拟或射频功能与数字噪声隔离开,以及为混合键合和其他精密间连接方案实现微米级精准对齐。
这一进步正在推动制造业末端的一场革命,封装越来越被视为一门复杂的学科,需要与晶圆前端制造一样严格的控制、可重复性和优化。传统由人工操作密切监控的流程,正在逐渐被机器人处理器、AI驱动的控制系统、和自适应过程监视器所取代。目标不仅仅是提高产量,更重要的是在日益增长的复杂性中保证一致性、产量和弹性。
鲍尔科技的制造与物流执行董事Mike Mathews指出:“封装车间过去由熟练人工劳动主导,但这种模式在如今的复杂性面前已经不再可持续,我们需要能够随着材料和工艺要求进化的自动化。”这标志着行业在面对制造业末端时的根本性转变。封装已成为需要围绕自动化、控制和整合进行新思考的战略重点。
封装自动化领域,与成熟且必不可少的晶圆前端制造不同,封装保留了更多人工操作。高混合产品流、不同材料和频繁的设计更改使得自动化实施变得不切实际和成本高昂。然而,随着封装体积缩小和架构发展,手动工作流程成为了一个障碍。如今的封装通常具有超细互连、热敏键合层和不规则堆叠,这些都增加了对机械精度和工艺重复性的需求。
自动化在封装车间的迅速部署不仅仅是提升产量。它们是可制造性的启用者。如此转变反映了一个更广泛的趋势,即从静态的、预编程的自动化向灵活、可重配置的平台转变,这些平台能够适应不同的材料、格式和处理条件。强调的越来越多的是可追溯性、精准度和智能控制,而不仅仅是速度。
在这个背景下,自动化不仅仅是为了消除人力,更多地是为了放大过程的可靠性,尤其是在人为变异可能引入缺陷和产量损失的领域。随着封装格式的日益增多,智能处理变得与其说是关注固定工具,不如说是侧重于适应性。这不是为了机器人重复单一任务的需要,而是为了系统响应过程变化、标记异常,并与上下游工具无缝集成的需求。
最后,包装领域的自动化、AI、和机器人技术正在逐步融入,不作为一站式解决方案,而是作为能够随着材料、架构和生产需求进化的有针对性的工具。这种演变不会一蹴而就,大多数装配操作将采取混合策略,将自动化应用于变化和精准度至关重要的任务,同时在灵活性至关重要的地方保留人工监督。但行业的方向是明确的——更智能的工具、集成的数据和实时反馈循环正在重新定义高级封装。推向自动化封装的努力并不是为了消除人力,而是为了消除不确定性。
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