载板大企携手高通等开发2.1D封装“有机桥”技术

据韩媒“THEELEC”报道，三星电机正与高通合作，开发用于人工智能（AI）半导体先进封装的“有机桥”技术。除高通外，三星电机还在与多家客户推进该有机桥技术的联合开发。

有机桥与英特尔嵌入式多芯片互连桥（EMIB）封装中使用的硅桥类似，但以印制电路板（PCB）中常用的有机材料替代硅。

据行业消息人士透露，三星电机与高通一直在联合开发用于2.1D封装的有机桥技术。双方已对该技术进行了一年多的开发和验证，目前正在评估内嵌有机桥、用于连接高通芯片的倒装芯片球栅阵列（FC-BGA）基板的性能和可靠性。

据悉，高通正考虑在面向数据中心的大型多裸片半导体中采用有机桥。2024年10月，该公司申请了一项“互连桥”技术专利，将单独制造的有机材料桥嵌入封装基板，以连接多个裸片。高通还于3月在韩国招聘了有机桥开发人员。

有机桥是一种用于连接集成在同一封装内的多个半导体裸片的组件，可以将其视为一块带有超细线路的极小型基板。通过重分布层（RDL）工艺，可在有机绝缘材料上形成多层精细电路。由此形成的布线比传统FC-BGA基板所用积层电路更精细，能够在更小面积内传输更多信号。

该技术旨在提高图形处理器（GPU）和高带宽内存（HBM）等裸片之间的输入/输出（I/O）密度和带宽。其作用类似英特尔EMIB所用的硅桥，但采用基板制造工艺而非半导体制造工艺，在有机材料上制造。

三星电机正在制造带有空腔的FC-BGA基板，这些空腔用于嵌入有机桥。该公司正考虑两种桥的来源方案：自产和外部采购。其正在自有试产线上生产少量有机桥用于评估。三星电子三星综合技术院（SAIT）下属研究机构——三星设备解决方案日本研发中心（DSRJ）也在生产样品。三星电机还在评估使用由外部合作伙伴制造并嵌入其FC-BGA基板的有机桥。

除高通外，三星电机还在与多家客户共同开发集成有机桥的2.1D封装基板。该战略旨在避免依赖与英特尔EMIB封装相关的知识产权（IP）。英特尔开发EMIB，是为了通过在需要高密度连接的位置仅放置小型桥，解决硅中介层的成本和制造难题。该公司于2017年开始将该技术应用于量产，并积累了相关知识产权。多家主要科技公司正考虑将有机桥作为硅桥的替代方案。

三星电机的2.1D封装基板技术采用嵌入FC-BGA基板、具有5至7层RDL电路层的有机桥。公司目标是将有机桥电路的线宽和线距缩小至1.5微米至2微米，同时将过孔尺寸缩小至4微米至5微米。裸片之间的目标图形密度为每毫米500至1000个连接。

其与三星电子代工业务的合作也引发关注。在三星电机基于有机桥制造出FC-BGA基板后，预计三星电子代工部门将评估封装性能和可靠性。三星电子代工部门正在开发先进封装技术，包括采用硅桥的2.3D Cube-E和基于有机RDL中介层的2.3D Cube-R。三星电机的有机桥基板预计将支持三星电子代工封装服务的扩展。