半導(dǎo)體芯片如何實(shí)現(xiàn)“瘦身之路”？3D IC是一大絕招

　　3D芯片級測試品質(zhì)意味著什么?

　　在進(jìn)行3D測試之前，晶圓首先要經(jīng)歷晶圓測試;有些芯片可通過測試，另一些則否。通過測試的裸晶繼續(xù)進(jìn)行封裝，然后進(jìn)行封裝測試，在這些環(huán)節(jié)還會(huì)發(fā)現(xiàn)更多不合格件。

　　1、傳統(tǒng)晶圓和封裝測試的比較

　　2、3D堆疊IC的晶圓與封裝測試比較

　　如果裸晶缺陷覆蓋率是95%，則10層芯片堆疊的最終封裝良率將會(huì)是60%。顯然地，如果5%的逃脫率導(dǎo)致40%的最終產(chǎn)品被丟棄，這并不是我們希望看到的。

　　3、嵌入式測試壓縮和邏輯內(nèi)建自測試組合的優(yōu)點(diǎn)

　　3D封裝需要非常高品質(zhì)的晶圓級測試，以便只有“良品裸晶”被封裝在一起。3D測試還需要已知合格的中介層、部份堆疊測試、TSV和封裝測試。

　　邏輯內(nèi)建自測試元件使系統(tǒng)自我測試成為可能，這對于汽車或醫(yī)療應(yīng)用的IC尤為重要。添加單元內(nèi)和非傳統(tǒng)失效模型則能夠使設(shè)計(jì)中數(shù)位邏輯元件的測試品質(zhì)達(dá)到可接受的程度。除此之外還需要測試嵌入式IP、I/O以及TSV。

　　對于I/O和TSV，因?yàn)闊o法保證與ATE的電氣接觸，測試必須在非接觸形式下進(jìn)行。這是一個(gè)有待研究的領(lǐng)域;其中一種有趣的做法是使用邊界掃描途徑，為部份封裝的元件進(jìn)行晶圓級測試，以及封裝內(nèi)芯片之間的互連測試。

　　總結(jié)：

　　未來幾十年內(nèi)，3DIC都將憑借著更低的成本、更小的體積，以及推動(dòng)芯片功能進(jìn)化等優(yōu)勢，成為未來半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新典范，而3D堆棧DRAM和3D邏輯SoC應(yīng)用將成為推動(dòng)3DIC技術(shù)獲得大量采用的最主要驅(qū)動(dòng)力，接下來依序是CMOS影像傳感器、功率組件和MEMS等。所謂的wide I/O接口以及在28nm采用TSV技術(shù)來大量制造移動(dòng)/平板產(chǎn)品專用應(yīng)用處理器芯片的情況也將有可能發(fā)生。但事實(shí)上，要成功推動(dòng)3DIC，除了技術(shù)問題，還涉及到復(fù)雜的供應(yīng)鏈部份，它要改變的層面非常多。因此，包括三星和臺積電(TSMC)在內(nèi)的晶圓代工巨擘們，都不停針對3DIC展開垂直整合布局，希望能滿足領(lǐng)先無晶圓廠半導(dǎo)體公司，如高通、博通、Marvell、NVIDIA和蘋果的需求，以及其它采取輕晶圓廠策略的業(yè)者如德州儀器、意法半導(dǎo)體和NEC /瑞薩等。

　　未來在拓展3DIC業(yè)務(wù)時(shí)，業(yè)界必須尋求所謂的“虛擬IDM”模式，其中包括TSV蝕刻填充、布線、凸塊、晶圓測試和晶圓級組裝在內(nèi)的中階晶圓處理部份，有報(bào)告指出，其市場規(guī)模預(yù)計(jì)可達(dá)38億美元。另外，后段的組裝和測試部份，如3DIC模塊等，預(yù)估將達(dá)46億美元，而這些，都代表著先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)未來可持續(xù)獲得成長的商機(jī)所在。