在硅片上「打深井」:长电 1.5μm 小孔径 TSV 试制成功,国产硅中介层补上一角

| | 1 次浏览

当晶体管微缩越来越贵、越来越慢,半导体行业把性能增长的赌注,越来越多地押在了「垂直方向」——把芯片堆起来、连起来。8 月 19 日,长电科技(JCET)宣布,已与合作伙伴共同完成 1.5μm 小孔径、17μm 深度、11.3:1 高深宽比 TSV(硅通孔)的样品试制,向完整的硅中介层制备能力又靠近了一步。

一口 11.3:1 的「深井」

TSV(Through-Silicon Via)指穿过硅片的垂直导电通孔,是 3D 堆叠与 2.5D 封装的骨架。HBM 中每一层 DRAM 靠 TSV 垂直串联;CoWoS 类封装里,逻辑芯片与 HBM 之间的硅中介层同样布满 TSV。孔开得越小、排得越密,互连密度就越高、信号路径也越短——代价是工艺难度陡增。

IT 之家报道,本次试制覆盖了深硅刻蚀、孔壁绝缘层沉积、阻挡层与种子层沉积、铜填充等关键工序。1.5μm 的孔径配上 17μm 的深度,意味着深宽比达到 11.3:1——粗略类比,相当于在头发丝截面的尺度上,打一口深度是口径十倍以上的井,而且井壁必须均匀镀上绝缘层与金属层,最后用铜把整口井无空洞地填满。任何一道工序的均匀性瑕疵,都会导致孔洞、断路或漏电,直接侵蚀良率。这也解释了为什么较大孔径的 TSV 已被广泛使用,而小孔径高深宽比版本仍是业界竞逐的技术高地。

长电科技表示,此次试制验证了其小孔径、高深宽比 TSV 的工艺研发与协同验证能力,为进一步打通 TSV、再布线(RDL)及相关晶圆级工艺、探索完整硅中介层(Si Interposer)制备能力奠定了基础。从应用方向看,这类能力主要支撑两类场景:一是 3D 堆叠集成,二是以硅中介层为核心的 2.5D 高性能封装——后者正是当下 AI 加速器的标准姿势。

封装为什么会变成主战场

TSV 走红,本质上是 AI 算力需求对芯片架构的倒逼。单颗旗舰 GPU 要贴着动辄上百 GB 的 HBM 工作,而 HBM 的每一层 DRAM 都依赖 TSV 串联;台积电 CoWoS 产能连续多年一票难求,「先进封装」成了各家财报电话会上的高频词。在前道制程红利见顶之后,2.5D/3D 堆叠与 Chiplet 异构集成成了后摩尔时代提升系统性能的主路径——存储芯片要求更高的深宽比刻蚀与填充,先进封装要求更精细的互连,产业链的技术重心正在整体后移。

对中国半导体产业而言,这既是压力,也是窗口。封测(OSAT)本就是大陆相对强势的环节,长电科技长期位居全球委外封测前三;但高端 2.5D/3D 封装与硅中介层,此前基本由头部代工厂把持。值得注意的是,就在同一天,华海清科的新一代晶圆划切装备出机,发往国内先进存储龙头企业——设备端与工艺端的同步推进,说明围绕先进封装的国产链条正在成形。

试制不等于量产

当然,这件事需要被清醒地定位。「样品试制成功」与「规模量产」之间,隔着良率爬坡、成本控制、客户认证与长期可靠性验证——尤其在 11.3:1 这种深宽比下,铜填充的空洞控制是真正的硬仗。与台积电围绕 CoWoS 已经建立的生态位相比,国内硅中介层路线仍有明显距离。

但从产业逻辑看,这一步的信号意义不小:在 HBM 供给紧张、地缘不确定性上升的当下,先进封装能力的战略权重只会继续增加。AI 竞赛正在把封测厂从产业链末端推向台前,而能否借这股东风完成从「封测大国」到「封装强国」的跃迁,TSV 这样的基础工艺,就是绕不开的第一课。

评论(0)

暂无评论,来写第一条吧。