科技综述-发展现状

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1、一、科技综述1.军用新技术的可靠性研究1.多芯片组件（MCM）技术的可靠性研究MCM封装技术能使多个IC芯片紧密地安装在同一互连衬底上，具有小型化、轻量化、高性能、高可靠性和良好散热器等优点，能极大提高通讯设备、军用、航天航空电子设备等电子产品的性能和可靠性。但如何有效利用MCM技术还需要不断研究，尤其是用于航空航天等军工领域的MCM必须通过一系列加速寿命试验，如防潮、放盐雾、热冲击等。目前，MCM产品的主要问题是：MCM封装技术、测试方法等。2.已知良好芯片（KGD）技术的可靠性研究KGD是指裸露或无封装的IC具有和传统封装芯片相同的质量或失效概率，是在所有裸芯片的应用中，能够减少

2、费用、缩短周期和提高产品可靠性的关键，可以解决芯片级老化和测试问题。目前，KGD的需求量很大，各大半导体公司根据宇航用、军用、工业用、商业用等不同市场需求，制定不同的KGD工艺流程，以最低成本来满足最大的市场，不断提高次技术。3.微电子机械系统（MEMS）的可靠性研究后面第三个有介绍。参考资料：肖虹，田宇，蔡少英，刘涌.国外军用电子元器件可靠性技术研究进展.技术信息与研究标准化2.三维集成技术的可靠性研究集成电路封装是半导体产业链中的核心环节之一,近年来集成电路工艺技术展迅速,但集成电路封装发展相对滞后,一定程度上已经制约了集成电路性能的进一步提高。3DIC是一种系统级构架的新方法，

3、内部含有多个平方器件的叠层，并经由穿透硅通孔（TSV）在垂直方向实现相互连接。采用这种方式可以大幅缩小芯片尺寸，提高芯片的晶体管密度，改善层间电气互联性能，提升芯片运行速度，降低芯片功耗。在设计阶段导入3DIC，可以将MEMS、RF、logic、Memory、SensorCOMS、Flash、光器件等不同器件整合在一起，实现一个三维立体结构的新路途。(1)产品化快速发展目前，3DIC芯片具有体积小、集成度高、功耗及成本低，有利实现功能多样化的特点，符合当前数字电子产品轻薄短小发展趋势，近年来产业化进程加快。目前基于TSV技术已经在微机电（MEMS）和影像传感器（CMOS）等产品的大规

4、模量产中广泛应用。预测在未来3年内3DIC技术产业化将全面展开。从DSP、NANDFlash、DRAM和通讯IC产品领域到绘图芯片、多核处理器、功率放大器、FPGA芯片产品领域，逐步到逻辑组件、模拟组件、射频等堆叠构成的功能系统芯片发展。全球TSV技术的芯片市场规模可能到2013年预计到达140亿到170亿美元，占全球半导体市场比重的约5-6%。(2)3DIC技术继续向细微化方向发展TSV技术将在垂直方向堆叠层数、硅晶圆片报度、硅穿孔直径、引脚间距等方面继续向微细化方向发展。在垂直方向上堆叠层数上将由2007年的3-7层裸晶片（DIE）堆栈演进2015年的5-14颗芯片的堆叠；为使堆

5、叠14层芯片的封装仍能符合封装总厚度小于1mm的要求，在硅晶圆片减薄上也将由2007年的20-50um进一步缩小至2015年的8um厚度；硅穿孔直径也由2007年的4.0um缩小至2015年的1.6um；引脚间距由2007年10um缩小至2015年3.3um。此外，TSV技术发展重点还包括工艺开发，3DIC设计测试，多尺寸穿孔技术、静电保护等。(3)TSV技术的可靠性分析随着电子封装持续向小型化、高性能的方向发展，基于硅通孔的三维互连技术已经开始应用到闪存、图像传感器的制造中，硅通孔互连技术的可靠性问题越来越受到人们的关注。目前TSV主要集中于MEMS封装和IC的三维集成上，除了可以

6、提高互连密度和高速信号的传输特性外，硅通孔互连技术还可以通过减小整个引线的长度来降低功率损耗。同时接触孔也为管芯发出的焦耳热提供了散热通道。但硅通孔互连技术依然面临更小通孔的制作、通孔内无缺陷金属化和互连线与硅衬底电绝缘的形成等技术上的挑战。缺乏相应的设计工具、热管理问题，试验方法和供应链问题等。参考资料：[1]SEMI发表关于三维集成发展现状的白皮书[2]侯珏.硅通孔互连技术的可靠性研究[3]李文石、马强、李波.三维集成技术的发展研究[4]3DIC和TSV互连市场.全球预测和趋势分析2011-2016.http://www.militaryaerospace.com（军事航天）1.

7、微机电系统的可靠性研究MEMS是指微型化的器件或器件的组合，把电子功能与机械的、光学的或其他的功能相结合的综合集成系统，采用微型结构，使之在极小的空间内到达智能化的功效。MEMS是一门多学科交叉的新兴学科，涉及精密机械、微电子材料科学。微细加工、系统与控制等技术学科和物理、化学、力学、生物学等基础学科。目前MEMS器件已经在很多领域都有广泛的应用,与其他产业相比,其产量却十分有限,而造成这种商业化瓶颈的主要原因是技术供应商在MEMS器件的可制造性、可测试性