随着半导体技术的不断发展，集成电路封装技术也得到了长足的进步^[1][2]。精度高速度快的计算、可靠性高滞缓性低的计算，以及微系统集成必须通过封装技术更先进的集成电路来实现，例如内天线封装、硅通孔封装、系统级封装、扇出封装等。本文对集成电路的特点进行了深入研究，指明了集成电路封装技术的发展潜力以及运用特点，并基于此阐述了先进封装技术的发展趋势^[3][4]。

1 集成电路封装技术发展现状

集成电路封装是集成电路制造过程中的核心工艺流程，专门对晶圆进行操作，主要可以划分为晶圆的切割、晶圆的划片、晶圆的装片、晶圆的焊线、晶圆的键合、晶圆的封装、晶圆的电镀、最终成型等一系列操作，从而将电路封装成芯片的型式，并且加入了防护层^[5]。集成电路的运用需求要求进程电路具备微型化、高集成度化、高性能化的特点。随着集成电路应用需求的不断升级，集成电路的封装技术也需要进行升级改进。集成电路封装技术可以大致划分为五各阶段^[6]，即：

（1）通孔插装封装、表面贴装封装、球形矩阵封装、晶圆级封装；

（2）倒装芯片；

（3）多芯片组装封装、系统级封装；

（4）三维立体封装；

（5）系统单芯片封装、硅通孔封装、微电子机械系统封装、扇出封装。

随着集成电路微观尺寸逐步趋近于原子极限，必须要通过封装技术实现集成电路的水平扩展和垂直堆叠，进而实现晶圆密度和集成电路性能的进一步提升^[7][8]。随着摩尔定律已经无限逼近于物理极限，集成电路封装技术也朝着两个完全不同的方向发展，即：

（1）系统单芯片封装技术：单个芯片上集成了多种功能；

（2）系统级封装技术：将具有独立功能单元的多个芯片进行集成封装，实现完整功能。这两种封装技术比较类似，都是将逻辑功能、内存功能等集成封装到一个单元内，系统单芯片封装是将各种功能组将高度集成在单块芯片上，系统级封装是将多种芯片通过排列与叠加进行封装，使这些器件合称为一个整体^[9]。

2 系统级封装技术

系统级封装是将多个功能各异的电子元器件集成组长成整体，成为实现一定功能的标准组件。从结构上看，系统级封装是将多种不同功能的电路进行有效整合，通过并排和叠加的手段集中进行封装，实现具有完整功能的系统。摩尔定律推进集成电路性能的不断提升，但是PCB技术并没有很大的发展，这就导致了处理单元和内存单元之间的连接硬件密度和连接数量不变，要实现内存带块的提升，就必须要正内存接口的访问频率足够高，这样PCB技术就成为了提升集成电路性能的瓶颈。系统级封装是将多种功能的集成电路封装在一个芯片内，不以PCB板作为连接不同集成电路之间的载体，其内部线路密度要远高于PCB板。系统级封装技术具有开发周期短、设计成本低、生产效率高、芯片性能好的特点。

3 主流封装技术

近年来，新型电子产品飞速发展，对于集成电路的性能也提出了更高的要求，因此封装技术也需要与之匹配。集成电路向着高性能、低功耗、微型化、高集成度、高可靠性的方向发展，集成电路封装技术逐步从低级向高级发展。

3.1 集成电路封装技术

硅通孔封装技术能够保证芯片之间的直接垂直叠加互联，是实现强功能性、高可靠性、低重量、小体积系统级封装的有效途径。3D硅通孔是以一个轴为基准将材质相异、种类相异、尺寸相的裸芯片通过垂直堆叠键合操作，从而保证机械和电气互联的完成，主要运用在COM芯片、存储器芯片、CPU芯片等领域。

晶圆级封装先对整片晶圆进行封装测试，再切割从而实现封装，晶圆级封装能够保证IO全部分布在集成电路芯片的表面，实现尺寸最小化；直接基于晶圆展开封装、老化、测试，减少不必要的工艺流程，提高封装效率。传统的晶圆级封装采用扇入方式，匹配于IO数量少的类型，主要运用于模拟芯片、混合信号芯片、无线互联芯片等；扇出封装的核心是晶圆重构，将芯片置于晶圆内部，再根据特定的工艺流程进行封装。

3.2 封装技术对比

晶圆级封装技术和三维立体封装技术采用了两种各自不同的技术路线，虽然晶圆级封装中是基于三维封装工艺实现的，但这些工艺尚不属于晶圆级封装技术，硅通孔封装能够实现垂直连接的封装技术，扇出封装的特点是能够保证低厚度的封装的前提下，同时俱有足够的IO数量，并且保证电气性能和散热性能达到要求。

3.3 发展趋势

集成电路封装技术正在朝着高集成度、高运算速度、高性能、立体化、超细节距互联的方向发展。为了保证三维立体集成技术的实现，必须以扇出技术作为保证。5G通信技术，对集成电路提出了微型化的要求，并且发射信号的强度也要达到一定的标准，因此开发出了天线射频模块集成技术，从而进一步推进了系统级封装技术的发展。晶圆级封装技术和系统级封装技术已经在集成电路封装行业进行了深入应用，并取得了良好的应用效果，随着具备模块化和定制化特点的芯粒工艺模式的进一步开发，晶圆级封装技术也随之飞速的发展，实现了设计成本、制造成本的科学控制。随着摩尔定律发展的逐步放缓，集成电路封装技术已经成为了电子产品完成小型化、多功能化、低功耗化的重要技术路线。先进的集成电路封装技术意味着集成电路向着IO数量更多，体积更轻薄，芯片小型化、复杂化、集成化，以及三位高密度化的方向发展。

4 结论

经过本文对多种集成电路封装技术的对比分析，系统级封装技术的优势显著、特点突出，在尺寸、质量、功耗上都具有十分突出的特点，因此系统级封装技术的会取得越来越普遍的运用。

本文通过研究集成电路封装技术的发展历程和目前先进封装技术发展现状，可以发现集成电路封装技术是一种突破摩尔定律极限的重要技术路径，其中系统级封装技术是应用最为广泛的集成电路封装技术。集成电路封装技术发展迅速，创新力强。正在向着集成度高、性能高、可靠性好、三维化的方向发展。

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