三星芯片封装与制程双线提速

来源:半导纵横发布时间:2026-07-01 10:14
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在2纳米工艺取得阶段性成果后,三星正式着手布局下一代先进制程。

手机芯片封装迎来革新:三星 Exynos 2600 搭载全新 HPB 散热封装

随着智能手机芯片组一代代变得更加先进,由于机身内部承载了越来越强的性能,它们也更容易出现过热问题。从这些 SoC 的发展方向来看,三星可能会借 Exynos 2600 定义一种新的封装标准:与这款芯片配套的 LPDDR5X 内存芯片尺寸只有标准模块的一半,而且完全没有性能损失。

定制尺寸的 LPDDR5X 内存专为 Exynos 2600 打造,但 Snapdragon 8 Elite Gen 6 Pro 也可能采用这种新封装。

过去的 PoP(Package-on-Package,叠层封装)方案是将内存芯片堆叠在 SoC 上方。随着三星 Heat Pass Block 技术接棒,这种老方案最终可能会成为历史,并很可能成为高通和联发科的新标准。根据 yeux1122 博客分享的图片可以看到,与 Exynos 2600 配套的 LPDDR5X 内存芯片明显更小,针脚数量从 18 个减少到 15 个。

这种方案令人印象深刻的一点在于,定制 LPDDR5X 模块是在没有任何性能损失的情况下开发出来的。第二张图片也展示了 Exynos 2600 与旧款芯片组之间的明显差异:Heat Path Block(HPB)散热片清晰地位于 2nm 硅晶粒上方。

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从这种封装来看,可以合理推测,此前被曝将配备 HPB 的 Snapdragon 8 Elite Gen 6 Pro,也会采用更小尺寸的 LPDDR5X 和 LPDDR6 内存模块,因为这种方案好处充足且几乎没有明显缺点。虽然传闻称定制 DRAM 芯片将专门为 Exynos 2700 设计,但三星也有可能向高通和联发科供应这类方案。

如上所述,随着智能手机芯片组越来越强大、功耗越来越高,仅靠升级到更先进、更尖端的制程已经不够了。我们此前也讨论过,尽管 iPhone 17 Pro Max 为 A19 Pro 配备了厚实的均热板,但当芯片开始热降频时,其持续功耗上限仍无法超过 6W。

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PoP 叠层封装的局限,正是苹果在 A20 Pro 上转向新封装的原因

上述局限解释了为什么 A20 Pro,也就是苹果首款 2nm SoC,将转向 WMCM(Wafer-Level Multi-Chip Module,晶圆级多芯片模块)封装。正如此前一张逻辑板泄露图所示,这种封装会把 DRAM 芯片移到硅晶粒侧边,而不是放在其上方。它与三星 Exynos 2600 的封装不同,但推动这种转变的底层逻辑相同:传统封装已经不再适合这些芯片组,希望整个行业能够欣然接受这一变化。

提速1.4nm工艺,目标2029年量产

三星电子再度启动代工1.4纳米工艺(SF1.4)的商业化落地工作。这套1.4纳米工艺原定2027年实现量产,如今开发日程已调整,当前目标为2029年量产。

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据悉,三星近期已向海内外合作厂商提出需求,启动配套工艺设备的预研开发。相关设备后续将运入三星新一代半导体研发基地NRD-K,用于工艺研发。业内消息称,三星电子近期向应用材料、泛林半导体等头部半导体设备厂商同步了1.4纳米工艺规划,并同步委托厂商开展配套设备前置开发。

应用材料与泛林半导体是三星核心设备合作伙伴,二者设备广泛应用于三星代工与存储全流程产线。这类设备厂商会从工艺开发初期就与三星等芯片制造企业协同研发设备,流程为:芯片厂给出工艺所需设备规格,厂商据此完成设备设计与开发。

三星这套待商业化的1.4纳米工艺,原本计划明年实现量产。但公司为集中资源夯实2纳米(SF2)及其衍生工艺(SF2P)的市场竞争力,将1.4纳米量产时间延后至2029年。

三星判断,与其强行推进先进工艺提前落地,不如聚焦现有工艺的良率稳定与性能优化,夯实自身技术底盘。这套战略已初见成效:三星不仅稳定了2纳米工艺良率,还成功拿下特斯拉下一代AI芯片的代工订单。

在2纳米工艺取得阶段性成果后,三星正式着手布局下一代先进制程。合作厂商研发的新一代设备将入驻NRD-K基地,用于1.4纳米工艺研发。NRD-K是三星电子在器兴投建、占地10.9万平方米的半导体综合研发园区,用于研发未来前沿半导体技术。三星披露,至2030年该基地总投资规模将达20万亿韩元(折合130亿美元)。三星将NRD-K定位为覆盖存储、系统半导体与晶圆代工全赛道的核心研发载体,研究范围涵盖基础材料研发到终端产品落地全链条。园区将配备适配下一代存储研发的高分辨率极紫外(EUV)光刻设备、新型薄膜沉积设备以及晶圆键合整套配套产线。目前该基地现已导入阿斯麦新一代高数值孔径极紫外光刻机。据了解,从1.4纳米工艺开始,该设备将用于部分薄膜层的光刻工序。

韩国本土配套厂商也在密切跟进三星下一代工艺研发进度。先进制程工艺难度持续攀升,厂商要匹配客户提出的严苛工艺指标,需要充足的研发周期。

三星再度提速1.4纳米工艺研发,能否缩小与台积电等竞争对手的技术差距备受行业关注。台积电目标2028年实现1.4纳米工艺商用,英特尔则计划明年完成对应工艺量产开发。

另据消息,三星同时启动新一代V12闪存的设备采购洽谈。V12闪存预计2030年前后大规模量产,该产品采用多层晶圆堆叠架构,相较现有闪存,存储容量与综合性能均大幅提升。某全球半导体设备企业高层表示:“设备厂商会从芯片企业下一代工艺开发的初期阶段就参与研讨,大量设备都是根据工艺需求定制开发。”

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