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隨著晶片不斷向微型化發展，生產製程開始向著更小的 5nm、3nm 推進，已經越來越逼近物理極限，付出的代價也將越來越大，因此摩爾定律屢屢被傳將走到盡頭，迫切需要另闢蹊徑推動技術進步。

業界普遍認為，先進封裝會成為下一階段半導體技術的重要發展方向。廈門大學特聘教授、雲天半導體創始人于大全博士就曾指出，隨著摩爾定律發展趨緩，通過先進封裝技術來滿足系統微型化、多功能化成為了積體電路產業發展的新引擎。

封裝技術是伴隨積體電路發明應運而生的，主要功能是完成電源分配、信號分配、散熱和物理保護。而隨著晶片技術的發展，封裝正在不斷革新，供應鏈迎來大考。

群雄競逐先進封裝

先進封裝技術能夠相對輕鬆地實現晶片的高密度集成、體積的微型化和更低的成本等需求，符合高端晶片向尺寸更小、性能更高、功耗更低演進的趨勢。

尤其是 CoWoS （Chip On Wafer On Substrate）、FOWLP （扇出晶圓級封裝）以及 WoW 等高密度先進封裝（HDAP），它們在提升晶片性能方面展現出的巨大優勢，成功吸引了各大主流晶片封測、代工以及設計廠商的關注，開始在該領域持續投資佈局。

例如 CoWoS，這是台積電獨創的 2.5D 封裝技術，被稱為晶圓級封裝。CoWoS 針對高端市場，連線數量和封裝尺寸都比較大。

自 2012 年開始量產 CoWoS 以來，台積電就通過這種晶片間共用基板的封裝形式，把多顆晶片封裝到一起，而平面上的裸片通過 Silicon Interposer 互聯，這樣達到了封裝體積小，傳送速率高，功耗低，引腳少的效果。

此外，FOWLP，這是一項被預言將成為下一代緊湊型、高性能電子設備基礎的技術。根據 Yole 資料，FOWLP 全球總產值有望在 2022 年超過 23 億美金，2019-2022 年間 CAGR （複合年均增長率）接近 20%。

據悉，第一代扇出型封裝是採用英飛淩（Infineon）的嵌入式晶圓級球閘陣列（eWLB）技術，此為 2009 年由飛思卡爾（Freescale，現為恩智浦）所推出。但是，集成扇出型封裝（InFO）在此之前就只有台積電能夠生產。

台積電的 InFO 技術是最引人注目的高密度扇出的例子，三星電子 (Samsung Electronics) 系統 LSI 事業部認為正是此技術，導致台積電搶下蘋果 (Apple)A10 處理器代工訂單。為此三星電機 (Semco) 跨足半導體封裝市場，與三星電子合作研發 FOWLP 技術，以期在新一輪客戶訂單爭奪賽中，全面迎戰台積電。

Techsearch International 指出，這些 HDAP 技術推動了行業對設備與封裝協同設計以及新流程的需求。目前代工廠開始將一部分限制產能用於做先進封測，傳統的封測廠商也在逐漸向先進封測提升。

雖然目前為止，代工廠與封測廠商還沒有完全交叉的業務，在各自的領域獨立為戰。但未來雙方一定會越來越多地向中間重合領域進軍，先進封裝將成為兵家必爭之地。

來自台灣的首家半導體封裝膜材製造商-晶化科技從 2015 年到 2017 年才剛剛進入半導體封裝的市場，目前正在不斷增長市場份額，半導體封裝材料產品本身會革新，帶來全新應用機會，隨之為晶化科技帶來新的增長點，晶化科技在其中將不斷尋求新的發展機會。不僅如此，就晶化科技自身而言，也擁有強悍的實力。

首先是其強大的生產線，晶化科技擁有整體解決方案，例如晶圓級封裝中會涉及到多個應用點，晶化科技的解決方案中都會涵蓋，因此這是一個成體系的方案，對於客戶來說，使用感更加良好，更加順手，畢竟材料之間也需要配合。

其次是晶化科技快速及時的服務，晶化科技工廠坐落於在台灣竹南科學園區，能夠更快反應台灣客戶的需求，以及更好的進行售後服務。

最後是晶化科技本身強大的研發能力，晶化科技目前在台灣設有研發團隊，配備兩個實驗室，還有專門做封裝膜材、固晶膠或者其他方面基板廠的增層材料研發。除此之外研發團隊也會探索更加前沿的方向，比如超前的封裝膜材應用點等，能夠更快捕捉未來技術的發展趨勢。

說到電子皮膚，很多人都會想到遊戲。今天說的這個電子皮膚它可不是遊戲裡面的那個電子皮膚。它本身是一種電子檢測裝置，卻具有人體皮膚的特性和功能，甚至在未來發展中還會高於人體皮膚的功能。那麼這個電子皮膚採用的是什麼技術？它有哪些用途呢？未來的發展前景又如何呢？今天就好好和大家分享一下這款高端的黑科技。

圖片來源: unsplash

是什麼組成的?

皮膚是人體最大的器官，它能阻擋人體之外的病菌，也能讓人體感知外界的冷暖。如今，一種電子皮膚應運而生，它是一種運用柔性電子技術結合了電子學，生物學，材料學等學科的原理，研製出來的一種電磁檢測裝置。它的結構簡單，可被加工成各種形狀，能像衣服一樣附著在設備表面，能夠讓機器人感知到物體的地點和方位以及硬度等資訊。現如今很多國家也在研發中，其構成材料很多，構成也盡不相同。大部分由被稱為QCT的量子隧道複合材料，PDMS（聚二甲基矽氧烷），矽膠，像日本發明的電子皮膚由橡膠、導電石墨和新型電晶體組成等等。

電子皮膚性能?

1. 觸覺和感覺

我們都知道我們的皮膚呢，它裡面有非常精妙的複雜的生物組織，它能夠非常敏銳的感知到外界的刺激，並且能把這樣的刺激通過神經傳遞給大腦，讓大腦就能夠準確地分辨到底是在什麼位置感受到了什麼樣的刺激，這個刺激的程度是怎樣的等等。電子皮膚呢就是通過“島橋結構”將其表面密佈很多壓力感測器和溫度感測器，從而實現了感知壓力能力和觸覺能力。

2. 柔軟特性

電子皮膚採用的大部分材料都是可拉伸的柔性材料，但是一些金屬和半導體材料還是不能捨棄的。科學家就用力學的結構來設計然後實現它的柔性。比如說其中被稱為“島橋結構”的一個設計，這個島橋結構的島上面包括很多功能元器件，將一些感測器壓縮到了這個島上，從而實現了柔軟性。

3. 透明材質

電子皮膚採用了無毒且生物相容性好的超薄鐵電柔性聚合物材料，透明度高，所以能很好的與人體皮膚融為一體，便於構築成可穿戴器件；同時鐵電聚合物可單獨工作，不需要外加電壓，解決了現有技術中工作電壓高、功耗大的問題。

電子皮膚的應用領域

1. 結合人體深度發展 

• 電子皮膚應用的領域非常的廣，最為常見的也就是結合到人體，幫助人體感受一些感受不到的信號，一些極微弱的信號。比如光，聲音等。


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2. 醫療健康領域 

• 現在研發出的電子皮膚一般用做心電監測，還有體溫監測等。已經開始初步應用了。除此之外，燒傷的，割傷的，以及殘疾人員等都可借助電子皮膚進行身體機能的恢復。尤其是在代替義肢方面有很好的前發展前景。

3. 智慧型機器人（AI）
跳出醫學領域，電子皮膚無疑將是研發智慧型機器人領域的革命。機器人設計雖早已實現視覺和聽覺等功能，並能進行一些複雜的技術操作，但由於皮膚恰恰是機器人技術研發中容易被忽視的部分，直接導致笨重的“盔甲”往往難以檢測多方向的觸覺三維力，難以體會拿起一個蘋果或一個杯子所需力量的差異。具備良好壓敏特性和柔韌性的電子皮膚可解決機器人設計的難題，它既能説明機器人敏感獲知環境資訊，又賦予了其機械靈活性。

• PLP：全稱 Panel-level packaging，面板級封裝，封裝方法與 FOWLP 類似，只不過將晶粒重組於更大的矩形面板上，而不是圓形的晶圓。更大的面積意味著節約更多的成本，更高的封裝效率。而且切割的晶粒為方形，晶圓封裝會導致邊角面積的浪費，矩形面板恰恰解決了浪費問題。但也對光刻及對準提出了更高的要求。


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FIWLP：全稱 Fan-inWafer-level packaging，又稱 WLCSP （Wafer levelChipScalePackage），扇入式晶圓級封裝，也就是傳統的晶圓級封裝，切割晶粒在最後進行，適用於低引腳數的積體電路。隨著積體電路信號輸出的引腳數目的增加，焊錫球的尺寸也就變得越來越嚴格，PCB 對積體電路封裝後尺寸以及信號輸出接腳位元臵的調整需求得不到滿足，因此衍生出了扇出型晶圓級封裝。扇入晶圓級封裝的特徵是封裝尺寸與晶粒同大小。

►封裝：積體電路封裝是半導體器件製造的最後一步。封裝是指將製作好的半導體器件放入具有支持，保護的塑膠，陶瓷或金屬外殼中，並與外界驅動電路及其他電子元器件相連這一過程。經過封裝的半導體器件將可以在更高的溫度環境下工作，抵禦物理的損害與化學腐蝕。封裝給半導體器件帶來了更佳的性能表現與耐用度。

►測試：這裡的半導體測試指的是封裝後測試。測試把已經製造完畢的半導體元器件進行結構和電氣功能的確認，測試的目的是排除電子功能差的晶片，以保證其各項性能符合系統的要求。測試也可以被稱為“終段測試”，與晶圓探針測試（封裝前測試）不同。

傳統封裝

概念從最初的三極管直插時期後開始產生。傳統封裝過程如下：將晶圓切割為晶粒（Die）後，使晶粒貼合到相應的基板架的小島（LeadframePad）上，再利用導線將晶片的接合焊盤與基板的引腳相連（WireBond），實現電氣連接，最後用外殼加以保護（Mold，或 Encapsulation）。典型封裝方式有 DIP、SOP、TSOP、QFP 等。

先進封裝主要是指倒裝（FlipChip），凸塊（Bumping），晶圓級封裝（Waferlevelpackage），2.5D 封裝（interposer，RDL 等），3D 封裝（TSV, CoWoS, 3DFabric）等封裝技術。先進封裝在誕生之初只有 WLP，2.5D 封裝和 3D 封裝幾種選擇，近年來，先進封裝的發展呈爆炸式向各個方向發展，而每個開發相關技術的公司都將自己的技術獨立命名注冊商標，如台積電的 InFO、CoWoS、3DFabric，日月光的 FoCoS，Amkor 的 SLIM、SWIFT 等。儘管很多先進封裝技術只有微小的區別，大量的新名詞和商標被註冊，導致行業中出現大量的不同種類的先進封裝，而其誕生通常是由客制化產品的驅動。

技術發展方向    

半導體產品在由2D向3D發展，從技術發展方向半導體產品出現了系統級封裝（SiP）等新的封裝方式，從技術實現方法出現了倒裝（FlipChip），凸塊（Bumping），晶圓級封裝（Waferlevelpackage），2.5D 封裝（interposer，RDL 等），3D 封裝（TSV, CoWoS, 3DFabric）等先進封裝技術。 

SoC：全稱 System-on-chip，系統級晶片，是晶片內不同功能電路的高度集成的晶片產品。

SiP：全稱 System-in-package，系統級封裝，是將多種功能晶片，包括處理器、記憶體等功能晶片集成在一個封裝內，從而實現一個基本完整的功能。

隨著摩爾定律的放緩，半導體行業逐漸步入後摩爾時代，SoC 與 SiP 都是實現更高性能，更低成本的方式。一般情況下，從集成度來講，SoC 集成度更高，功耗更低，性能更好；而 SiP 的優勢在靈活性更高，更廣泛的相容相容性，成本更低，生產週期更短。所以，面對生命週期相對較長的產品，SoC 更加適用。對於生命週期短，面積小的產品，SiP 更有優勢，靈活性較高。

第三代半導體指的是SIC碳化矽和GaN氮化鎵材料。   

功率半導體的技術和材料創新都致力於提高能量轉化效率（理想轉化率100%），基於 SIC 材料的功率器件相比傳統的 Si 基功率器件效率高、損耗小，在新能源車、光伏風電、不斷電供應系統、家電工控等有廣闊的應用前景。目前 SIC 行業發展的瓶頸主要在於 SIC 襯底成本高（是 Si 的 4-5 倍，預計未來 3-4 年價格會逐漸降為 Si 的 2 倍），同時 SIC MOS 為代表的 SIC 器件產品穩定性需要時間驗證。國內外 SIC 產業鏈日趨成熟，成本也在持續下降，產業鏈爆發的拐點臨近，Yole 預計 SIC 器件空間將從 2019 年4.8 億美金到 2025 年 30 億美金 2030 年 100 億美金，即 10 年 20 倍增長。 

SIC 材料具有明顯的性能優勢。SiC 和 GaN 是第三代半導體材料，與第一二代半導體材料相比，具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場、更高的熱導率等性能優勢，所以又叫寬禁帶半導體材料，特別適用於 5G 射頻器件和高電壓功率器件。

SIC 的功率器件如 SIC MOS，相比於 Si 基的 IGBT，其導通電阻可以做的更低，體現在產品上面，就是尺寸降低，從而縮小體積，並且開關速度快，功耗相比于傳統功率器件要大大降低。
在電動車領域，電池重量大且價值量高，如果在 SIC 器件的使用中可以降低功耗，減小體積，那麼在電池的安排上就更遊刃有餘；同時在高壓直流充電樁中應用 SIC 會使得充電時間大大縮短，帶來的巨大社會效益。  

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品化科技股份有限公司為WindSim台灣地區代理商

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相信看過Tyvek泰維克材料的網友們一定會發現材料會有厚薄不均和揉搓後分層的現象，這現象就要追溯到它的生產源頭！
       
Tyvek泰維克材料是由獨特的閃蒸法工藝產生連續的纖維隨機分佈後熱壓而成，是一種無紡布材料，所以厚度指標不能像傳統紙張工藝一樣控制，但在生產過程中基本克重是控制的物理指標之一。另外材料是多層結構的無紡布，揉搓後是可能出現分層的現象的。

大家如果對Tyvek泰維克有相關問題都可以來信詢問小編:)