京瓷发布新一代陶瓷基板,赋能AI芯片封装升级
京瓷发布突破性多层陶瓷核心基板,为高端AI半导体封装注入新动能。
近日,京瓷集团宣布成功研发并即将量产一款创新的多层陶瓷核心基板,该产品专为xPU(涵盖CPU、GPU等各类AI处理器)及交换级ASIC等尖端半导体封装而设计,旨在为快速发展的AI数据中心架构提供关键的材料支持。这款具有行业颠覆性的基板产品,定于2026年5月26日至29日在美国佛罗里达州奥兰多举行的ECTC 2026国际半导体封装技术大会上首次亮相。其独特的材料属性与技术优势,有望克服当前高端半导体封装领域面临的核心挑战。作为全球领先的精细陶瓷技术企业,京瓷此次推出的多层陶瓷核心基板,基于公司自主研发的先进精细陶瓷材料,重点满足高密度布线和超高结构刚性的双重需求,旨在解决高性能半导体封装过程中普遍存在的翘曲变形问题,为提升芯片集成度和运算速度提供基础保障。
从行业背景来看,生成式人工智能和大型语言模型的迅猛发展,正推动全球AI数据中心的大规模建设与升级,对高性能算力芯片的需求呈现爆炸式增长。特别是xPU和ASIC等核心计算芯片,为应对更复杂的计算任务和更高的处理效率,其封装正朝着更大尺寸、更高密度方向发展,2.5D封装技术已成为高端算力芯片的主流选择。2.5D封装通过高密度中介层(或称中继基板),将多颗集成电路芯片并排集成,利用精细电路和垂直布线技术,显著提升芯片间数据传输速率和整体运算性能。然而,这种封装架构对基板提出了极高的性能要求。传统采用有机材料制造的核心基板,在大尺寸封装需求面前,逐渐显露出性能瓶颈:一方面,有机材料的结构刚性不足,在封装、焊接及后续使用过程中易发生翘曲,影响封装良率和长期可靠性;另一方面,有机基板的布线微缩化能力有限,难以满足高端芯片对高密度布线的要求,成为制约芯片性能进一步提升的关键因素。面对这一行业痛点,京瓷凭借其在精细陶瓷材料领域数十年的技术积累,研发出这款多层陶瓷核心基板,为高端半导体封装提供了创新解决方案。
这款多层陶瓷核心基板的核心优势首先在于其卓越的抗形变能力,得益于超高刚性。与传统有机基板相比,京瓷采用的专有精细陶瓷材料拥有更优异的结构稳定性和机械强度,能有效抵抗封装过程中的各种应力,最大限度地减少基板翘曲。根据京瓷2026年2月完成的仿真测试结果,在相同尺寸下,该陶瓷基板的形变量远低于有机基板。这一特性不仅能大幅提高大尺寸半导体封装的良率,还能支持更轻薄的基板设计,从而缩小芯片整体尺寸,并优化散热和电性能。对于需要集成多颗芯片的2.5D封装而言,基板的低翘曲特性至关重要,它能确保芯片与基板、基板与电路板之间的连接稳定性,减少因形变导致的接触不良和信号衰减,为高端算力芯片的稳定运行提供坚实基础。
其次,多层陶瓷结构赋予了该基板杰出的精细布线能力。在半导体基板中,层间导电通道(即导通孔)的加工精度直接影响布线密度和信号传输效率。京瓷创新性地采用了陶瓷材料在未烧结(软化)阶段进行成型工艺,在陶瓷材料仍具一定柔韧性时制作导通孔。相比传统有机基板的机械钻孔工艺,此方法能够实现更小的导通孔直径和更紧凑的孔间距。更精细的导通孔设计,使得基板能够支持更高密度的三维布线,有效提升芯片内部及芯片间的信号传输速度,同时降低信号干扰和能量损耗,完美契合高端AI芯片对高密度互连的需求。这一技术突破不仅解决了传统有机基板布线密度不足的问题,也为未来芯片封装向更高集成度和更快运算速度发展预留了充足的技术空间。
此外,该基板还具备高度的定制化适配能力和前置仿真服务优势,能够更好地满足客户的个性化需求。在产品设计初期,京瓷可根据客户提供的芯片性能指标、封装工艺要求等关键参数,提供全面的热性能、电性能及基板翘曲仿真分析服务。通过精准的仿真模拟,客户可在实际生产前优化设计方案,提前规避潜在技术风险,显著降低研发试错成本,并缩短产品从设计到量产的周期。这种“定制化设计+前置仿真”的服务模式,彰显了京瓷在半导体封装材料领域的综合服务能力,也使得该陶瓷核心基板能够更好地适配不同类型、不同应用场景的高端半导体产品,进一步拓展了其市场应用范围。
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