В последние годы идея обрабатывать упаковки не на круглых 300-мм пластинах, а на прямоугольных панелях снова и снова выходит на повестку дня. Причина проста: крупные модули для ИИ и HPC растут в площади, и классическая вафельная экономика начинает ломаться. Но технический путь от «можно» к «надёжно и дешево» лежит через сложные задачи материалов и интеграции, а не через простую масштабируемость известных процессов.
Экономика против инженерии
Чем больше физический размер пакета, тем меньше изделий помещается на одну 300-мм пластину, выше удельные потери на кромки и тем дороже каждая операция. Панельные форматы (например, 310×310 мм и больше) позволяют увеличить выпуск изделий за одну прогонку и лучше распределить фиксированные издержки. Для дорогих AI-ускорителей даже небольшое улучшение числа юнитов на прогон окупает инвестиции в новые линии. Но экономический аргумент сталкивается с тем, что многие процессы и материалы просто не были задуманы для таких размеров.
Стекло: преимущества и скрытые дефекты
Стеклянные подложки выглядят естественным выбором: близкий к кремнию коэффициент термического расширения (CTE), плоская поверхность, прозрачность для UV/лазерной дебондировки. Однако стекло хрупкое, и при увеличении формата проблемы микротрещин, сколов по краям и внутренних напряжений усугубляются. Через-стеклянные виа (TGV) создают локальные точечные концентрации напряжений вблизи медных наполнителей: при нагреве медь расширяется сильнее, чем стекло, и при охлаждении возникает растягивающее напряжение, запускающее кольцевую трещину. Простая смена лайнера не решает проблему — нужен подбор комбинации CTE и модуля упругости: низкий CTE плюс низкий модуль помогают компенсировать рассогласование и поглощать энергию деформации.
Кроме того, многоразовые стеклянные носители теряют сопротивляемость краевым повреждениям после нескольких циклов: наблюдаются сколы порядка десятков микрон и падение ударной вязкости. Это означает: экономика переработки носителей должна опираться на строгий контроль целостности кромок.
Война с прогибом и временным бондингом
Прогиб панели (warpage) — не просто эстетическая проблема: он формируется за счёт накопленных остаточных напряжений слоёв, неоднородности медной заполняемости и свойств полимерных связующих. На панелях эти силы действуют на более обширной территории и требуют новых материалов. Временные бонд-материалы на панелях должны обеспечивать однородное покрытие по площади, стабильность при более жёстких термических циклах и минимальную величину толщинных вариаций, иначе последующее тонкое шлифование, выравнивание и бондинг дадут потери выхода.
RDL и фоторезисты, рассчитанные на органические подложки, уже тестируют пределы разрешения в 2 микрона и ниже на больших форматах. Потребуются новые фотоматериалы, большие печи/хотплейты и переработанная оснастка CVD/PVD под прямоугольные панельные форматы.
Чистота и гибридный бондинг
Гибридный бондинг даёт плотность соединений, необходимую для внешних и внутренних шин HBM/AI-модулей, но он крайне чувствителен к частицам. На фабриках (foundries) это решается на уровне помещения; в OSAT-среде придётся внедрять кластерные инструменты с локальными чистыми оболочками и новые протоколы контроля, иначе одно загрязнение на большой панели экономически больнее, чем на пластине.
Моделирование и интеграция процессов
Модели, верифицированные для 300-мм пластин, плохо переносятся на панели: меняется геометрия, увеличивается число ретикулей в экспозиции (десятки ретиклей на один дизайн), больше встроенных мостов и разнородных компонентов. Это превращает расчёт остающихся напряжений и предсказание надёжности в куда более многомерную задачу. Требуются новые верификационные данные, обмен опытом и совместные исследования материаловных стеков.
Вывод: материалы и интеграция превыше упаковки
Переход на панели — неизбежная экономическая тенденция для крупных AI/HPC пакетов, но путь к массовому производству лежит через решение материаловых и процессных задач: подготовка поверхности стекла, подбор металлических и полимерных прослоек, стабильность временного бонда, контроль частиц, адаптация метролоии и оборудование для больших форматов. Те компании, которые будут рассматривать панельную упаковку как междисциплинарную проблему «материалы+процессы», а не как простую смену подложки, получат преимущество в следующей волне масштабирования системы-в-упаковке.
