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芯片封装与HDI板载互连:界限正在模糊?

2025
07/02
本篇文章来自
捷多邦

在过去,芯片封装与HDI板(高密度互连板)属于电子制造中两个清晰分工的领域:前者聚焦于芯片级别的引出、保护与散热;后者则负责将多个芯片、电路模块高密度连接,实现系统级集成。然而,随着5GAIIoT等技术对性能、体积和速度的更高要求,这两者的边界正变得越来越模糊。

 

模糊的起点:先进封装“下沉”,HDI“上升”

先进封装技术如Fan-out2.5D/3D封装、Chiplet小芯片等,在不断向PCB板的“功能”靠拢。例如在高端封装中,使用的载板已不再是传统意义上的IC Substrate,而是演化为接近HDI工艺水平的高密度互连板。与此同时,HDI板也在“上探”,通过采用mSAP等先进工艺,逐步具备了承载更高密度芯片封装的能力。

 

举个例子,苹果的M系列芯片采用的封装载板,其结构已经非常接近传统HDI板:多层结构、高精度走线、极窄线宽线距、叠层盲埋孔……在制造工艺上,两者几乎融为一体。这也让封装与主板之间的“界限”变得模糊。

 

推动融合的动力来自哪?

1. 系统级封装需求:为了缩小体积和提升性能,越来越多的产品希望将SoC、内存、I/O等集成于一个封装内部,形成SiP(系统级封装)。这要求封装层具备接近HDI的互连能力。

2. 高频高速信号传输:AI与高速计算应用中,信号频率达到GHz级别,对互连路径的阻抗控制、寄生参数极为敏感。传统分段式设计(芯片+封装+PCB)带来信号损耗过大,必须通过更紧密集成的结构解决。 

3. 工艺与材料进步:ABF载板、mSAP制程、L/S(线宽/线距)低于30μm的实现能力,使得HDI板足以满足部分封装级别互连需求。

 

未来是“板封合一”?

随着Chiplet架构和异构集成趋势增强,“板封合一”的设计理念开始出现:封装层不再是一个简单的转接平台,而是与主板结构、布局深度协同,甚至由同一套制造平台实现。这种融合既提升了互连效率,也简化了系统结构,有利于降低整体功耗和延迟。

 

不过,这一趋势也带来了新的挑战:

设计门槛提升:封装与板级设计需同步考量,EDA工具需要实现更高层次的协同优化。

制造难度加大:对精度、材料兼容性、热管理等提出更高要求,制造流程更复杂。

测试与可靠性要求上升:传统测试分为芯片、封装、板级,现在需要系统级的测试方案。

 

封装和HDI之间的“界限”,正在随着技术演进逐步模糊甚至融合。从“堆叠”走向“协同”,是为了满足更高性能、更小体积、更低功耗的系统需求。未来,我们或许可以看到更多封装即PCBPCB即封装的产品形态。对于设计和制造行业而言,这既是挑战,更是转型的契机。

 


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