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硅转接板(Interposer)

200/300mm 硅转接板:TSV 深宽比最高 15:1、RDL 线宽/间距最细 0.4/0.4μm,覆盖无源、有源与高阻射频三类,支持 2.5D Chiplet 与 HBM 集成。

产品介绍

硅转接板(Silicon Interposer)是 2.5D/3D 先进封装中的高密度互连载体,位于芯粒(Chiplet)与有机封装基板之间:正面/背面以多层铜布线(RDL)完成细线路横向互连,以硅通孔(TSV)完成垂直电气馈通,从而提供有机基板难以达到的布线密度,缩短互连长度、降低信号延迟。

我们供应无源 TSV 转接板、有源转接板(介质中嵌入局部硅互连 LSI 小片)与高阻射频转接板三类,直径覆盖 200mm(8 英寸)与 300mm(12 英寸),厚度 100–775μm,超薄 50–100μm 需配合临时载板。可按裸衬底、已完成 TSV、已完成 RDL 金属化等不同工序状态分段供货,方便客户衔接自有产线。

  • TSV 深宽比最高 15:1(via-first)、10:1(via-middle),通孔密度可达 10⁴/mm²
  • RDL 线宽/间距最细 0.4/0.4μm,最多 8 层铜布线,介质可选 SiO₂、Si₃N₄ 与低 k 聚合物
  • 互连形式覆盖 μ-bump(铜柱 + SnAg 帽)、C4 凸块与混合键合焊盘,凸点间距 10–400μm
  • 拼版(stitching)可将转接板面积放大至约 2.5 倍光罩尺寸(约 2,100mm²)
  • 高阻射频等级衬底电阻率 > 1,000 Ω·cm,28GHz 下衬底损耗典型值 < 0.1 dB/mm
  • 随片检测覆盖 TSV 电阻与连通良率、RDL 连续性、TTV/Bow/Warp 与凸点完整性
硅转接板(硅中介层)晶圆表面的 RDL 布线与微凸块阵列

硅转接板承担芯粒与封装基板之间的高密度互连

应用场景

AI/ML 加速器封装

大模型训练与推理芯片需把多颗计算芯粒、HBM 与高速 SerDes 芯粒集成到同一载体,转接板提供跨芯粒的高带宽、低时延互连,详见AI 先进封装总览。

HBM 高带宽内存集成

HBM 堆栈需要 1,024-bit 宽接口与细间距微凸点,转接板把内存总线从逻辑裸片引到计算芯粒,方案见HBM / 3D 堆叠。

Chiplet 异构集成

基于 UCIe 等标准化 Die-to-Die 接口,把不同工艺、不同功能的芯粒拼装为单一逻辑器件,转接板提供物理层互连,参考CoWoS / 2.5D Chiplet。

网络交换 ASIC

数据中心交换芯片需在单封装内集成大面积交换裸片、多颗 HBM 与高速接口,细线路 RDL 是布通数千路 I/O 的关键。

高阻射频与相控阵

高阻硅转接板降低衬底损耗,可将天线阵列、波束成形 IC 与无源器件集成于一体,用于 5G AiP 与相控阵雷达,见射频与功率器件应用。

多芯 FPGA 与仿真平台

多颗 FPGA 裸片经转接板互连后可表现为单一逻辑器件,用于原型验证与硬件仿真平台。

能力介绍

  • 硅通孔(TSV):刻蚀、绝缘层、阻挡/种子层与铜电镀填充,支持 via-first 与 via-middle 流程;
  • 重布线(RDL):双大马士革或半加成法铜布线,1–8 层,线宽/间距最小 0.4/0.4μm;
  • 凸块与 UBM:μ-bump、C4 与混合键合焊盘的 UBM 与植球;
  • 减薄与临时载板:超薄转接板减薄至 50–100μm 需临时载板支撑;
  • 检测与认证:TSV 电阻/漏电、RDL 连通与隔离、TTV/Bow/Warp、凸点剪切/拉力测试;
  • 衬底来源覆盖单晶硅抛光片(CZ/FZ)与高阻硅片,可从裸衬底到成品转接板分段供货。
2.5D 封装中转接板与多颗芯粒、HBM 的互连结构

TSV + 多层 RDL + 微凸点构成 2.5D 封装互连链路

从衬底到成品转接板的分段供应

可按需交付裸转接板衬底、完成 TSV 的晶圆或完成 RDL 金属化的晶圆,也可将多道工序串联交付;配套的凸块与混合键合能力见混合键合与RDL / 凸块,工序衔接可直接与工程师确认。

参数规格

硅转接板通用规格

参数项典型规格备注
材料单晶硅(CZ / FZ);射频等级为高阻硅高阻等级电阻率 > 1,000 Ω·cm
直径200mm(8″)/ 300mm(12″)—
厚度100–775μm;超薄 50–100μm超薄需临时载板
TSV 直径 / 深度5–100μm / 20–300μm随应用变化
TSV 深宽比最高 15:1(via-first)、10:1(via-middle)—
RDL 线宽/间距0.4/0.4μm(细)、2/2μm(标准)、5/5μm(粗)铜大马士革或半加成
RDL 层数1–8 层铜布线介质 SiO₂ / Si₃N₄ / 低 k 聚合物
凸点类型 / 间距μ-bump / C4 / 混合键合焊盘;10–400μm混合键合间距可至 10μm
拼版尺寸最大约 2.5 倍光罩(约 2,100mm²)依赖 stitching 工艺
TTV / Bow / WarpTTV ≤ 2μm(200mm)· ≤ 3μm(300mm);Bow ≤ 30μm、Warp ≤ 40μm(300mm,TSV 后)随片提供检测数据

三类转接板选型对比

类型结构特点关键指标典型用途
无源 TSV 转接板仅 TSV + 多层 RDL,无有源器件布线密度最高、时延最低,L/S 0.4/0.4μm2.5D 封装、Chiplet 与 HBM 集成
有源转接板介质中嵌入局部硅互连(LSI)小片具备信号缓冲、协议桥接与供电管理AI/ML 加速器等高端集成
高阻射频转接板高阻硅衬底(> 1,000 Ω·cm)28GHz 衬底损耗典型值 < 0.1 dB/mm,可集成无源器件5G AiP、相控阵雷达、毫米波前端

设备与工艺装备

转接板制备在洁净室环境下完成,主要设备类别与用途如下:

设备类别典型配置用途
深硅刻蚀机刻蚀/钝化交替的循环 DRIE 工艺刻蚀高深宽比 TSV 通孔
薄膜沉积PECVD / LPCVD 氧化物、氮化物TSV 绝缘层与 RDL 介质层
PVD 溅射Ti/TiN 阻挡层 + Cu 种子层TSV 与 RDL 金属化前驱层
铜电镀线TSV 填充 / 大马士革电镀铜填充与布线金属化
CMP 设备铜/介质化学机械抛光(含终点检测)去除过镀铜、平坦化,满足键合表面要求
临时键合 / 解键合临时载板贴合与激光或热释放超薄转接板减薄与搬运支撑
量测与检测四探针、X-Ray/超声扫描、白光干涉、AFM、FIB-SEMTSV 电阻、空洞、RDL 连通、TTV/Bow/Warp 与表面粗糙度

实际案例

AI 加速器

大面积拼版转接板试制

某加速器团队需在单封装内集成多颗计算芯粒与 4 颗 HBM,要求转接板面积超过单光罩尺寸并具备细间距 RDL。

结果:以拼版方案将有效面积放大至约 2.5 倍光罩,交付完成 TSV 与多层 RDL 的 300mm 转接板并提供连通良率数据。

毫米波前端

高阻射频转接板选型

某射频团队研发 28GHz 天线封装,需要低衬底损耗载体并集成匹配无源器件。

结果:推荐高阻硅(> 1,000 Ω·cm)等级,交付衬底损耗典型值 < 0.1 dB/mm 的样片并附电学测试数据。

科研流片

分段工序供应

某高校课题组需要自行完成 RDL 光刻,仅需采购已完成 TSV 的转接板晶圆。

结果:按「裸衬底 + TSV」分段交付 200mm 晶圆,随片提供 TSV 电阻与 TTV 检测数据,便于课题组衔接自有产线。

常见问题

硅转接板与普通硅晶圆有什么区别?
普通硅晶圆是器件制造的基础衬底;硅转接板是在硅衬底上完成 TSV 与多层 RDL 的高密度互连载体,本质是一块带垂直馈通与细线路布线的「接线板」,用于芯粒之间的互连。
可以只买裸衬底,自己做 TSV 和 RDL 吗?
可以。我们提供裸衬底、完成 TSV、完成 RDL 等不同工序状态,客户可按自有产线能力选择衔接点。
200mm 和 300mm 该怎么选?
取决于封装尺寸与产线设备:大面积芯粒集成、需拼版放大且追求单板出片数的方案多用 300mm;200mm 在设备兼容性、成本与中小批量试制上更灵活。拿不准时可按目标芯粒数量与光罩尺寸请工程师评估。
高阻射频转接板与普通转接板差别在哪?
主要差别在衬底电阻率:普通转接板用常规硅片,高阻等级使用电阻率 > 1,000 Ω·cm 的硅衬底,显著降低射频/毫米波频段的衬底损耗,适合 5G AiP 与相控阵雷达等对损耗敏感的场景。
起订量与交期如何?
常备规格可小批量起订,具体视工序状态而定;涉及 TSV、多层 RDL 或拼版的定制流程需按图排产,交期以工程师确认的排期为准,急用可先沟通库存相近规格替代方案。
随片提供哪些检测数据?
可提供 TSV 电阻、TSV 漏电/击穿、RDL 连通与隔离、TTV/Bow/Warp、表面粗糙度与凸点完整性等数据,具体项目按交付工序状态与需求确认,详见检测与认证服务。
有哪些类型的转接板?
供应无源 TSV 转接板、有源转接板(介质中嵌入局部硅互连 LSI 小片)与高阻射频转接板三类,覆盖 2.5D 封装、AI 加速器与毫米波前端等不同需求。
TSV 能做到多高的深宽比?
TSV 直径 5–100μm、深度 20–300μm,深宽比最高 15:1(via-first)与 10:1(via-middle),通孔密度可达 10⁴/mm²,随片提供电阻与连通良率数据。
RDL 能做几层、线宽多少?
RDL 支持 1–8 层铜布线,介质可选 SiO₂、Si₃N₄ 与低 k 聚合物;线宽/间距最细 0.4/0.4μm,另有 2/2μm 与 5/5μm 档位。
拼版能放大到多大面积?
通过拼版(stitching)工艺,转接板面积可放大至约 2.5 倍光罩尺寸(约 2,100mm²),便于在单封装内集成多颗芯粒与 HBM。

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