摩爾定律的接力者:先進封裝
半個世紀以來,半導體產業依賴縮小電晶體尺寸(摩爾定律)來持續提升效能。然而,當製程節點推進到 3nm、2nm,物理極限帶來的挑戰越來越難克服——漏電流、製程良率、光刻成本的急速上升,使單純依賴縮小線寬的道路愈來愈窄。
產業的答案是:先進封裝(Advanced Packaging)。通過將多顆晶片以三維方式堆疊整合,在不縮小電晶體的情況下大幅提升系統效能。而實現這一切的關鍵製程之一,正是晶圓薄化(Wafer Thinning / Back Grinding)。
晶圓薄化的技術原理
晶圓薄化是指在完成正面電路製作後,使用精密研磨機對晶圓背面進行背磨(Back Grinding),將晶圓從標準厚度(通常 700-775μm)減薄至目標厚度(可薄至 50μm 以下,甚至更薄)。
薄化帶來的直接效益:
- 縮短 TSV 深度:三維堆疊封裝中,矽穿孔(TSV)貫穿晶圓,薄化後穿孔深度縮短,製作難度與成本大幅降低
- 改善散熱:更薄的基板讓熱阻降低,有利於高功率密度元件的熱管理
- 降低導通電阻:對功率半導體(MOSFET、IGBT、SiC)而言,薄化可降低縱向導通電阻達 30% 以上
- 減薄封裝厚度:滿足手機、穿戴裝置等對輕薄化的極致要求
主要應用領域
CoWoS / HBM 高頻寬記憶體封裝
NVIDIA H100、A100 等 AI 加速器採用的 HBM 記憶體,是將多層 DRAM 晶片垂直堆疊。每一層 DRAM 都需要薄化至約 50μm 才能進行堆疊,晶圓薄化是此類封裝的必要前置製程。
功率半導體
車用 IGBT、工業 MOSFET 及新型 SiC、GaN 功率元件,後段製程均需要晶圓薄化。特別是 SiC 材料,因其硬度極高,薄化製程對設備與工藝要求相當嚴苛。
晶背供電(ESPDN / Backside Power Delivery)
Intel 等廠商提出的晶背供電技術,將供電線路從晶圓正面移至背面,以釋放正面空間給訊號線路。這一技術同樣高度依賴精準的晶圓薄化製程。
谷韋科技的薄化代工服務
谷韋科技提供客製化晶圓薄化代工服務,支援多種基板材料(Si、SiC、GaN、GaAs、InP),並可搭配薄化後的鍍膜加工。有代工需求的客戶,歡迎提供晶圓規格洽詢報價。
