5月13日至15日，工業(yè)物理亮相了第八屆全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)與電子技術(shù)（重慶）博覽會，并在現(xiàn)場展示了Systech EC913在線微量氧分析儀與SpecMetrix微米無損涂層厚度測量系統(tǒng)。展會期間，我們與來自半導(dǎo)體設(shè)備、先進封裝、SMT電子制造、PCB及相關(guān)工藝應(yīng)用領(lǐng)域的客戶進行了深入交流。
隨著重慶展會落幕，工業(yè)物理也即將前往下一站——中國（合肥）國際半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)展覽會。在合肥，我們將繼續(xù)圍繞半導(dǎo)體制造中的過程監(jiān)控與質(zhì)量保證，重點展示在線微量氧分析在SMT、TCB、RTP、CVD/ALD、真空烘箱及相關(guān)低氧工藝環(huán)境中的應(yīng)用價值。
合肥站 · 半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)展覽會
?? 5月22日—24日
?? 合肥濱湖國際會展中心
?? 展位號：B173
而在這一系列應(yīng)用背后，一個更大的產(chǎn)業(yè)背景正在快速展開：AI對算力的需求，正在推動半導(dǎo)體制造和先進封裝進入新的發(fā)展階段 ?
過去，半導(dǎo)體性能提升很大程度上依賴晶體管制程的持續(xù)微縮。但隨著摩爾定律放緩，僅依靠前道制程迭代已經(jīng)越來越難以滿足AI模型快速增長的算力需求。
從大模型訓(xùn)練，到AI推理，再到數(shù)據(jù)中心和高性能計算平臺建設(shè)，AI正在推動芯片向更高算力、更高帶寬、更低功耗的方向發(fā)展。在這個過程中，先進封裝不再只是芯片制造的后段環(huán)節(jié)，而逐漸成為提升系統(tǒng)性能的重要路徑。
例如，CoWoS、HBM、TSV、2.5D/3D封裝、熱壓鍵合TCB 等技術(shù)，正在成為AI芯片、高帶寬內(nèi)存及高性能計算平臺中的關(guān)鍵使能技術(shù)。事實上，先進封裝正在成為“后摩爾時代"的重要手段，通過中介層、芯片堆疊、硅通孔和高密度互連，幫助芯片系統(tǒng)突破傳統(tǒng)封裝在帶寬、延遲和空間上的限制。
這也意味著，半導(dǎo)體制造中的過程控制要求正在變得更加精細。溫度、壓力、時間、氣氛、氧含量等工藝參數(shù)，都可能影響最終的鍵合質(zhì)量、器件可靠性和產(chǎn)品良率。
其中，微量氧控制，正是許多關(guān)鍵工藝中容易被忽視、卻非常重要的一環(huán)??
在AI芯片系統(tǒng)中，算力芯片與高帶寬內(nèi)存之間需要實現(xiàn)高速、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸。傳統(tǒng)封裝方式難以滿足這種密集互連需求，因此2.5D和3D先進封裝技術(shù)被廣泛關(guān)注。
CoWoS是一種典型的2.5D封裝技術(shù)，通過硅中介層連接邏輯芯片和HBM內(nèi)存，實現(xiàn)更高帶寬、更低延遲的數(shù)據(jù)傳輸。對于AI訓(xùn)練和推理這類數(shù)據(jù)密集型工作負載來說，高帶寬互連直接影響系統(tǒng)性能。
HBM則通過3D堆疊DRAM結(jié)構(gòu)，配合TSV硅通孔和微凸點互連，在有限空間中實現(xiàn)更高內(nèi)存帶寬和更低功耗。這類結(jié)構(gòu)雖然能顯著提升系統(tǒng)性能，但也對封裝工藝提出了更高要求。
在這些高密度互連結(jié)構(gòu)中，微凸點、焊盤、金屬層和界面材料的狀態(tài)非常關(guān)鍵。一旦工藝環(huán)境中氧含量控制不當，就可能引發(fā)氧化、污染、鍵合強度下降、電阻升高等問題，最終影響封裝可靠性。
這也是為什么在先進封裝和相關(guān)設(shè)備中，在線微量氧分析儀正在成為越來越重要的過程監(jiān)控工具。
在2.5D和3D先進封裝中，TCB熱壓鍵合是實現(xiàn)高密度互連的重要工藝之一。它通過熱量和壓力，將芯片與中介層、基板或其他芯片之間的微凸點進行鍵合，從而建立穩(wěn)定的電氣和機械連接。
TCB工藝看似是溫度、壓力和時間的控制過程，但在實際制造中，工藝氣氛同樣關(guān)鍵。
如果鍵合環(huán)境中的氧氣濃度過高，可能導(dǎo)致微凸點或焊盤表面發(fā)生氧化，使金屬界面無法充分形成穩(wěn)定連接。進一步來看，氧污染還可能帶來鍵合強度降低、接觸電阻增加、界面可靠性下降，甚至引發(fā)分層、空洞和長期失效風(fēng)險。
因此，在TCB設(shè)備、先進封裝工藝設(shè)備以及相關(guān)保護氣氛系統(tǒng)中，在線微量氧監(jiān)測并不是簡單的氧含量檢測，而是幫助設(shè)備和工藝人員持續(xù)確認：當前的低氧環(huán)境是否真正滿足工藝要求。
工業(yè)物理旗下Systech EC913在線微量氧分析儀，可用于半導(dǎo)體制造和電子制造過程中的微量氧在線監(jiān)測，尤其適合氮氣保護、惰性氣氛、低氧過程控制等場景。
在半導(dǎo)體及電子制造相關(guān)應(yīng)用中，EC913可關(guān)注以下典型場景：
?? SMT回流焊設(shè)備
在氮氣保護回流焊過程中，氧含量過高可能增加焊接氧化風(fēng)險，影響焊點質(zhì)量和工藝一致性。通過在線監(jiān)測爐內(nèi)或工藝氣氛中的微量氧，設(shè)備和工藝人員可以更好地判斷氮氣保護環(huán)境是否穩(wěn)定。
?? TCB先進封裝設(shè)備
在熱壓鍵合過程中，低氧環(huán)境有助于減少金屬表面氧化風(fēng)險，保障微凸點和焊盤之間的界面質(zhì)量。微量氧在線監(jiān)控可為TCB工藝穩(wěn)定性提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。
?? RTP快速熱處理設(shè)備
在高溫、快速熱處理及保護氣氛環(huán)境中，氧含量控制關(guān)系到材料表面狀態(tài)和工藝重復(fù)性。在線氧分析儀可幫助用戶實時了解氣氛變化。
?? CVD / ALD薄膜沉積設(shè)備
在薄膜沉積過程中，氧含量的異常波動可能影響薄膜質(zhì)量和工藝穩(wěn)定性。在線監(jiān)測可用于過程控制、泄漏判斷及氣體純度確認。
?? 真空烘箱、RDL及其他低氧工藝設(shè)備
對于需要惰性氣氛或低氧環(huán)境的工藝設(shè)備，微量氧監(jiān)測能夠幫助識別泄漏、確認置換效果，并為工藝參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)。
從重慶半導(dǎo)體展現(xiàn)場交流來看，許多設(shè)備廠商和終端客戶關(guān)注的不只是ppm參數(shù)，更關(guān)心它能否與實際設(shè)備工藝結(jié)合，是否適合長時間在線監(jiān)控，是否能為過程穩(wěn)定性和良率提升提供有效數(shù)據(jù)。這也正是工業(yè)物理希望與更多半導(dǎo)體行業(yè)客戶深入溝通的方向。
雖然TCB先進封裝是當前AI芯片和高性能封裝中備受關(guān)注的應(yīng)用方向，但微量氧分析儀在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用遠不止于此。
在真空室中，它可用于沉積、蝕刻、退火等工藝中的泄漏監(jiān)測和低氧環(huán)境確認；在手套箱中，它可幫助維持惰性氣氛，降低敏感材料氧化和污染風(fēng)險；在工藝氣體管線中，它可用于確認氮氣、氬氣、氫氣等工藝氣體的純度，為器件性能與工藝穩(wěn)定性提供保障。
對于設(shè)備供應(yīng)商而言，穩(wěn)定的氧含量監(jiān)測能力可以提升設(shè)備整體過程控制水平；對于終端制造企業(yè)而言，氧含量數(shù)據(jù)則可用于質(zhì)量追溯、工藝優(yōu)化和異常判斷。
當半導(dǎo)體制造從「經(jīng)驗控制」走向「數(shù)據(jù)驅(qū)動」，微量氧分析儀所提供的實時過程數(shù)據(jù)，也會變得越來越重要。
5月22日至24日，工業(yè)物理將繼續(xù)亮相合肥半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)展覽會，在B173展位與大家見面。
合肥站 · 半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)展覽會
?? 5月22日—24日
?? 合肥濱湖國際會展中心
?? 展位號：B173
AI的發(fā)展正在不斷推動芯片性能邊界向前延伸。先進封裝、HBM、CoWoS、TCB等技術(shù)，讓芯片系統(tǒng)能夠在更小空間內(nèi)實現(xiàn)更高帶寬和更強算力；而在這些高精密制造工藝背后，穩(wěn)定、可靠、可追溯的過程控制同樣重要。
微量氧分析儀或許并不是蕞顯眼的半導(dǎo)體設(shè)備，但它在低氧環(huán)境監(jiān)測、工藝穩(wěn)定性控制和質(zhì)量保證中，扮演著重要的“隱形守護者"角色。
工業(yè)物理期待與您現(xiàn)場相見，共同探討半導(dǎo)體測試與測量解決方案在AI時代的新價值 ?
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