进入后摩尔时代，越来越考验各家芯片厂商的集大成才能，芯片要继续朝着小型化、多引脚和高集成的标的目的持续开展，除了常规的工艺微缩，各类先辈封拆手艺已然不成或缺。做为后摩尔时代芯片性能提拔更佳路子，以倒拆芯片（Flip-chip）等为代表的先辈封拆手艺平台已成为中高性能产物封拆优选计划，而在倒拆芯片中又以FCBGA手艺为支流。
苹果是FCBGA封拆手艺的忠实接纳者，苹果最早在自家的处置器中应用FCBGA封拆手艺，是在2006年的A5处置器上，该处置器被用于第一代iPad和iPhone 4S。自那时以来，苹果公司不断在利用FCBGA封拆手艺，其实不断改良和进步其性能，曲至比来推出的PC处置器M系列。近日苹果供给商LG Innotek起头进军FCBGA基板市场，业界揣测或将为苹果M系列芯片供给FCBGA基板，那也从侧面反映出FCBGA的市场需求。苹果所用的那项封拆手艺，正迎来兴旺开展。
FCBGA手艺在多范畴全面开花
FCBGA（Flip Chip Ball Grid Array，意为“倒拆芯片球栅阵列封拆”）是一种封拆手艺，那种封拆体例将芯片倒置并毗连到封拆基板上，然后利用球形焊点将封拆固定到基板上。FCBGA最早呈现于1990年代初。1997年，Intel公司将FCBGA封拆手艺初次应用于处置器，那是FCBGA手艺汗青上的一个重要里程碑。
典型的倒拆芯片BGA封拆横截面视图
（图源：维基百科）
1999年英特尔推出了第一款利用FCBGA封拆手艺的芯片，即PEntium III 500处置器。在此之前，处置器的封拆体例次要为多芯片模块（MCM），MCM将多个芯片组件集成在一个封拆中，因为毗连线路复杂，MCM封拆体例存在信号互干扰、热办理欠安等问题。比拟之下，FCBGA封拆手艺将芯片翻转过来，将芯片后背的金属引脚（bump）与印在封拆上的金属球（ball）毗连起来。那种封拆体例能够实现更高的芯片密度和更小的封拆体积，从而大大进步了集成度和系统性能。Pentium III 500处置器的推出标记着FCBGA手艺的贸易化应用，该手艺成为了其时电子行业的热点话题之一。
跟着FCBGA手艺逐步得到完美，造造商不竭进步其可靠性，尤其是在焊点毗连、微调整和外壳包拆方面的手艺。FCBGA封拆手艺的长处次要包罗：
更高的密度：因为FCBGA封拆手艺能够在同样的封拆面积内安拆更多的芯片引脚，从而实现更高的集成度和更小的封拆尺寸。
更好的散热性能：FCBGA能允许芯片间接毗连到散热器或散热片上，从而进步了热量传递的效率。
更高的可靠性和电性能：因为它能够削减芯片与基板之间的电阻和电容等因素，从而进步信号传输的不变性和可靠性，也能够进步信号传输的速度和准确性。
总的来说，FCBGA封拆手艺具有高集成度、小尺寸、高性能、低功耗等优势，FCBGA适用于多种品种的芯片，其常用于CPU、微控造器和GPU等高性能芯片，还适用于收集芯片、通信芯片、存储芯片、数字信号处置器(DSP)、传感器、音频处置器等等。FCBGA目前是挪动设备中的抱负封拆手艺，被普遍应用于智妙手机、平板电脑和其他挪动设备中。
恰是那些优势使得FCBGA成为了现代半导体封拆的支流手艺之一，许多大型半导体公司和电子产物造造商如英特尔、AMD、英伟达、高通、苹果、三星等都在利用FCBGA手艺。
做为FCBGA手艺的开辟者之一，FCBGA是英特尔公司常用的一种封拆手艺，现在英特尔的酷睿和至强系列处置器、芯片组、内存芯片以及无线网卡那些电子组件等均接纳了差别型号的FCBGA封拆手艺，如酷睿i9-11900K处置器接纳了FCBGA1700封拆、英特尔Z590芯片组接纳了FCBGA1492封拆、Optane内存模块接纳了FCBGA1440封拆、英特尔AX210无线网卡接纳了FCBGA946封拆。AMD的Athlon XP处置器利用了FCBGA封拆手艺。
值得一提的是，FCBGA手艺还被用于3D封拆，FCBGA手艺的高密度和高可靠性的特点使其十分合适于3D封拆中的芯片封拆。在3D封拆中，顶层芯片和底层芯片之间需要通过微细的电气毗连停止通信，那种毗连称为TSV（Through Silicon Via）。而FCBGA手艺则能够在TSV的两侧别离封拆顶层芯片和底层芯片，从而实现它们之间的电气毗连。
在Yole对先辈封拆手艺的数据统计中，FCBGA是更赚钱的细分封拆市场之一，然后是2.5D/3D封拆、FCCSP等等。做为一种重要的芯片封拆手艺，FCBGA跟着挪动设备、智能家居、物联网等手艺的快速开展，其市场需求也在不竭增长。按照市场研究机构的数据显示，全球FCBGA封拆手艺市场在将来几年内将继续连结快速增长，估计到2026年市场规模将到达200亿美圆以上。越来越多的企业和研发机构投入到FCBGA封拆手艺的研究和开发中，不竭鞭策着FCBGA封拆手艺的改革和晋级。
FCBGA市场次要有哪些玩家？
FCBGA手艺的开展是多个厂商的协同勤奋的成果，那些厂商在封拆手艺、毗连手艺和热办理手艺等方面都做出了奉献。接下来，我们次要来谈谈FCBGA市场中封拆手艺和基板那两大范畴的玩家。
在FCBGA封拆范畴，有像英特尔、英飞凌、美光、恩智浦等IDM厂商在该范畴停止了大量的研究和开发工做之外，还有如日月光、长电、Amkor等第三方手艺供给商。此中日月光开发了多种FCBGA封拆手艺，包罗CSP（Chip Scale Package）和FPBGA（Fine-Pitch Ball Grid Array）等；Amkor也有包罗FCBGA和TFBGA（Thin Fine-Pitch Ball Grid Array）等多种FCBGA封拆手艺。
而近几年国内一寡CPU、GPU和其他高性能芯片范畴厂商的兴起，加大了对FCBGA封拆手艺的需求。因应市场需求，国内也呈现了一些手艺才能强、营业快速增长的供给商，如摩尔精英，据悉，摩尔精英的无锡SiP先辈封测中心能供给DPU、HPC、CPU、GPU、高端办事器、高性能ASSP、FPGA等产物的Flip-Chip封拆完好处理计划，包罗封拆设想、仿实、工程批和量产，其FCBGA产能可达1KK每月。除了FCBGA之外，摩尔精英还可供给SiP、QFN、WB、FCCSP等多种封拆类型，其SiP团队拥有超越15年的封拆手艺和工程经历，完成过国际大厂客户的SiP开发工做，那也为中小芯片公司带来了更多的选择。
基板也是FCBGA封拆手艺的一个重要支持，FCBGA常用的基板质料包罗印造电路板（PCB）、硅基板、铜基板，至于详细利用哪种质料取决于应用的需乞降成本考虑。
FCBGA封拆用基板
（图源：Toppan PRinting）
在FCBGA封拆中，常用的载板质料是ABF（Advanced Build-up Film）载板，它是一种多层PCB。关于大大都应用来说，ABF载板是一种性价比很高的选择，可以满足绝大部门的封拆需求。ABF载板的特点是它十分薄、轻和柔嫩，具有优良的热传导性能和低介电损耗，那使得它成为FCBGA封拆手艺的抱负载板质料之一。在整个封拆过程中，ABF载板的量量和设想关于确保FCBGA封拆的量量和可靠性至关重要。
而上述的别的两种则相对较高贵，硅基板能够供给高度的电气性能和较低的信号延迟，但相对较高贵；铜基板是一种特殊的PCB，它利用铜箔取代尺度的导电质料，铜基板能够供给更好的热传导性能，适用于需要高功率处置的应用。
全球次要的基板供给商包罗日当地区的Toppan Printing、Ibiden，台湾地域的Unimicro、Nanya，韩国的LG Innotek，及国内地域的AT&S、苏州群策等。跟着5G和AI应用供给动力的高性能芯片的需求不竭增长，全球领先企业正在积极扩大产能。
例如，2022年三星旗下子公司三星电机已经破费了大约2万亿韩元用于FCBGA 的设备扩建。三星电机估量将来五年FCBGA基板市场将以每年14%的速度增长，到2026年将到达170亿美圆。“半导体封拆基板市场规模小于芯片代工营业，但其增长潜力要大得多 ”三星电机封拆撑持团队负责人Ahn Jung-hoon说。
韩国的LG Innotek于2022年2月22日颁布发表，公司决定投资4130亿韩元用于“倒拆芯片球栅阵列 (FCBGA)”消费线，那是LG Innotek初次投资FC-BGA营业。LG Innotek此前次要在5G 毫米波封拆天线 (AiP) 和射频系统级封拆 (RF-SiP) 引领着通信封拆基板市场。该公司通过多年的AiP和 SiP产物开发经历获得了基板手艺，并筹算将那些手艺也用于 FCBGA营业。
除了贸易类厂商之外，还有一多量的科学家、工程师、手艺专家等，他们的不竭勤奋和立异精神，才使得FCBGA手艺不竭开展和完美，将FCBGA封拆手艺从最后的概念酿成了现在在各类电子产物中普遍应用的手艺之一。
结语
综上所述，FCBGA手艺在过去几十年中履历了快速开展，已经成为了处置器、存储器、图形处置器等核心电子元件的次要封拆体例之一。FCBGA手艺在将来还将面对更高的性能和应用需求，出格是在5G通信、人工智能、虚拟现实等范畴的开展中，FCBGA封拆手艺正在饰演着越来越重要的角色。
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