手机芯片开始角逐先辈封装

日前，华为发布了阔折叠手机PuraX，引发行业热烈关注。而就在迩来的拆解视频中表现，刚开卖的手机拆出来的芯片，比原来厚了一大截。华为Pura X搭载的麒麟9020芯片接纳全新一体式封装工艺。

拆解视频表现，麒麟9020封装方式从夹心饼结构转变为了SoC、DRAM一体化封装，临时还不清楚是CoWoS还是InFO-PoP，亦大概其他封装情势。但无论如何，这又是国内先辈封装能力的又一次显现。国内芯片筹划厂、封装厂和内存厂的相互协同已经初现端倪。

据相识，苹果手机SoC此前便已经接纳了雷同的先辈封装技能，将DRAM垂直堆叠在了SoC上方，即台积电的PoP。只不过SoC自己仍然是单个团体芯片。

01 苹果接纳的PoP和InFO-PoP封装是什么？

当苹果公司的iPhone在2007年亮相时，随即便被拆开展如今众人眼前，层叠封装技能进入了人们的视野。PoP曾经是众人关注的核心。然而有相称长的一段时间内PoP消散了。之后，更先辈的手机将处理器和存储器结合在一起，PoP又成为这类手机的封装选择方案。

层叠封装（Package on Package，PoP）是一种集成电路封装技能，它将两个或多个芯片封装在一起，形成一个团体。这种封装技能通常用于移动设备和其他小型电子设备中，以节省空间并进步性能。在PoP中，一个芯片被放置在另一个芯片的顶部，形成一个层叠结构。这种结构可以通过焊接或其他毗连技能举行毗连。通常，上层芯片是处理器或存储器，而下层芯片是DRAM或其他范例的存储器。

而InFO（全称为Integrated Fan-Out，意为集成式扇出型封装）技能则是台积电于2016年推出的一种技能。InFO-PoP即表现InFO封装对PoP封装的设置。InFO 技能是将芯片直接放置在基板上，通过RDL（Re-distributed layer，重布线层）实现芯片和基板的互连，无需利用引线键合，RDL在晶圆外貌形成，可以为键合垫片重新分配更大的间距，从而答应更多的I/O毗连，实现更紧凑和高效的筹划。

晶圆级封装一般须要RDL工艺，由于晶圆上的焊盘大部分是铝焊盘，无论是做晶圆级封装还是板级封装，铝金属不易做后续处理，都须要用别的的金属来覆盖铝。RDL是将原来筹划的芯片线路接点位置(I/O pad)，通过晶圆级金属布线制程和凸块制程改变其接点位置，同时满足焊球间最小间距的束缚。

InFO技能在2016年的苹果A10芯片上得到应用，并衍生出新的技能应用：InFO-oS、InFO-LSI、InFO-PoP以及InFO-AiP等。

InFO-oS技能可集成多个高级逻辑芯片，在封装内部实现更高的集成度，适用于5G组网应用。InFO-LSI技能雷同于英特尔的嵌入式多芯片互连桥接（EMIB）技能，可以实现极致的互连带宽和成本的折中，其利用硅基互连的方式实现差别芯片层之间的毗连。该技能答应在同一封装内部举行高速信号传输，从而进步了体系的性能和功耗服从。InFO-LSI技能适用于须要高速信号传输和通讯的应用领域，如高性能盘算、人工智能、通讯和网络设备等领域。这些领域通常须要在封装层内部举行复杂的数据处理和通讯，因此，InFO-LSI 技能具有告急意义。InFO-PoP 技能是一种将InFO 与PoP 相结合的技能。这种技能通常用于须要同时集成多个芯片的应用场景，如移动设备等领域，可以实现更高的集成度和更多的功能。InFO-AiP 技能是一种在InFO 封装中集整天线的技能。这种技能可以将天线直接集成在封装中，从而实现更紧凑的筹划和更好的信号传输性能。InFO-AiP 技能通常用于移动设备、物联网和通讯设备等领域，可以实现更良好的无线毗连性能。

02 InFO-PoP封装上风显着

2016年推出的iPhone 7中的 A10处理器，接纳TSMC 16nm FinFET 工艺以及 InFO（Integrated Fan-out）技能，乐成将AP与LPDDR整合在同一个封装中，为将来几年的移动封装技能立下新的标杆。InFO封装也成为台积电独占苹果A系列处理器订单的关键技能之一。在这一年，能量产InFO封装的也仅TSMC一家。多年来，苹果A系列处理器与DRAM都是接纳台积电InFO-PoP封装技能封装在一起，将DRAM顶部封装上的凸块利用贯穿InFO过孔（TIV）到达RDL层，再与逻辑芯片互联，以减小团体的芯片尺寸，减少占板面积，以确保强大的热和电气性能。

那么这种技能带来了哪些上风呢？

这种技能的一个关键上风是其机动性，由于 DRAM 封装可以很轻易地更换。别的，由于芯片被层叠在一起，PoP技能可以节省空间，使设备更小更轻。由于芯片之间的毗连更短，还可以进步芯片性能并减少延长。

由于InFO引入了RDL层，芯片筹划者可以通过对RDL的筹划取代一部分芯片内部线路的筹划，从而低落筹划成本；接纳RDL可以或许支持更多的引脚数目；接纳RDL还使I/O触点间距更机动、凸点面积更大，从而使基板与元件之间的应力更小、元件可靠性更高；RDL层利用了高分子聚合物(Polymer)为底子的薄膜质料来制作，可以取代封装载板，节省成本；RDL还可以把差别种类的芯片毗连在一起，实现多芯片封装互连。

03 手机芯片开始角逐先辈封装

苹果是较早引入先辈封装的手机芯片商，其不停致力于将先辈封装技能应用于手机芯片。主要是由于：

苹果不停和台积电先辈封装有深度互助研发，也总是首批接纳最先辈制程的高净值客户。苹果比别家更有急迫需求接纳先辈封装技能压低成本。尤其是3nm流片和晶圆成本已经一倍于5nm，2nm成本继承翻一倍还不止，就是再高净值客户，也无法遭受了。

苹果的M1 Ultra 芯片初次实现了GPU内部高速通讯表明，在SoC层面，苹果也有比较高效的D2D通讯协媾和物理层筹划，这走在了ARM阵营的前面，将来应用到手机SoC会比别家更轻易。而这也须要先辈封装的支持，苹果乃至还创新定制了封装架构UltraFusion。

别的，苹果有更强的IP复用需求。苹果芯片覆盖手机、平板、笔记本和工作站，同时像基带和wifi控制器等IP又来自高通、博通，但随着苹果自研基带的推出，后续可能会渐渐将这些模块更换为自研的。这势必也要求将SoC各个模块做成可复用、可更换的，来确保成本。这种环境下，Chiplet封装工艺更具有上风。

如今来看，安卓阵营也在徐徐走向这一趋势。无论是代工成本的考量，还是PC芯片的IP复用需求都须要先辈封装的支持。

国内手机芯片厂商也在和鄙俚厂商深度互助开发相干技能。实际上此前一家国内着名的手机SoC筹划公司便公开了一种芯片堆叠封装及终端设备专利，申请公布号为CN114287057A，可办理因接纳硅通孔技能而导致的成本高的题目。专利择要表现，该专利涉及半导体技能领域，其可以或许在包管供电需求的同时，办理因接纳硅通孔技能而导致的成本高的题目。这有利于进一步低落先辈封装的成本。

别的，今年五月份将推出的鸿蒙PC，同样有很强的IP复用需求。而高通也不停在策划进入AIPC的赛道，此前还曾推出骁龙X Elite。

04 苹果或放弃封装堆叠内存？

不过，有消息称，从2026年开始，苹果将在iPhone 18系列中放弃现有的封装堆叠内存（PoP）筹划，转而接纳芯片与内存分离的架构。

不停以来，苹果在硬件筹划上的寻求可以用“风雅极简”来形容。无论是iPhone、iPad还是Mac，它们内部的芯片和内存多接纳封装堆叠技能。虽然对于寸土寸金的移动设备来说，封装堆叠技能能减少芯片面积、缩短内存与主芯片之间的物理隔断，从而低落数据传输延长，进步电源服从。但PoP技能也有其范围性。由于内存封装尺寸受到SoC（体系级芯片）尺寸的限定，这直接影响到I/O引脚的数目，进而限定了数据传输速率和性能。这一点，在面对高带宽需求的人工智能运算时，表现得尤为显着。

消息称，苹果筹划在iPhone 18中接纳芯片与内存分离的筹划，显然是一次为性能服务的妥协。这种分离筹划虽然在物理隔断上拉长了内存和芯片之间的传输路径，但它也解锁了更多的I/O引脚，能极大地提拔数据传输速率和带宽。

据悉，苹果正在与三星互助开发下一代LPDDR6内存技能，其数据传输速率和带宽预计是如今LPDDR5X的2至3倍。云云高的性能提拔，对于日益依靠当地AI盘算的智能手机来说无疑是个巨大的利好。无论是AI及时翻译、图像辨认，还是更加智能化的Siri，这些场景都须要更高的内存带宽来支持更快的数据吞吐量。

别的，分离筹划另有助于散热优化。相比于堆叠封装的筹划，内存与SoC物理分离后，每个组件的散热服从将得到提拔，低落芯片过热导致的性能瓶颈。

不过这并不代表苹果将放弃先辈封装，而是可能采取更符合的先辈封装技能。