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半導體行業(yè)如何“變道超車”——賽默飛Helios 5 Hydra助力封裝技術革新
半導體行業(yè)正處在新形勢和新趨勢的十字路口，半導體技術進入后摩爾時代，人工智能（AI）逐步成為從云-邊-端的現(xiàn)象級應用并驅(qū)動產(chǎn)業(yè)增長，全球半導體產(chǎn)業(yè)迎來產(chǎn)業(yè)鏈的重新調(diào)整。通過先進封裝彌補先進制造，實現(xiàn)“變道超車”，成為一種廣泛認同的方式。
在后摩爾時代，半導體面臨“四堵墻”的限制：
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存儲墻：TB級帶寬難以滿足P級和E級算力需求；
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面積墻：芯片面積接近光罩極限，導致可用內(nèi)核占比下降；
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功耗墻：功耗增大，并且散熱困難；
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功能墻：單一芯片襯底可實現(xiàn)的功能有限；
各類先進封裝技術應運而生，以突破這“四堵墻”的限制，如，晶圓基板上芯片（CoWoS）、扇出式晶圓級封裝（FOWLP）、集成扇出（InFO）、晶圓級芯片級封裝（WLCSP）、混合鍵合等。
隨著先進封裝的工藝和結構越發(fā)復雜，更多的缺陷、短路、斷路等都會埋藏在這些復雜的構造中，更復雜的架構也給定位和分析這些缺陷提出了更多挑戰(zhàn)。與此同時，先進封裝工藝也會應用到更多的材料，這些材料一方面會影響樣品制備的時間，另一方面也會影響加工后樣品截面的質(zhì)量。
先進封裝相關的缺陷與故障：
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賽默飛創(chuàng)新的HeliosTM 5 Hydra DualBeam 等離子體聚焦離子束電子顯微鏡，在傳統(tǒng)Xe離子的基礎上增加了氬、氧、氮三種離子種類作為離子束，可以為不同樣品提供最佳的離子源，實現(xiàn)生產(chǎn)力和樣品質(zhì)量的提升。
傳統(tǒng)困難樣品
針對傳統(tǒng)困難材料，如玻璃、陶瓷、碳化硅等，傳統(tǒng)Ga+離子FIB難以處理。Helios 5 Hydra可在不同離子源間靈活切換，選擇最有利的離子源進行快速的切割和截面加工，得到優(yōu)的截面質(zhì)量。并且，在許多情況下，無需沉積金屬保護層，大大節(jié)約了耗材成本。
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異質(zhì)材料樣品
異質(zhì)集成是先進封裝的重要技術。使用傳統(tǒng)的Ga+離子FIB的對包含異質(zhì)材料的封裝產(chǎn)品進行失效分析費時費力，難以滿足樣品分析的需求。采用等離子體FIB可以大大加快樣品的加工時間，如采用Xe離子等離子體FIB加工， 耗時只要95分鐘，加工速度是Ga+離子的約20倍。
而采用Helios 5 Hydra的Ar離子等離子體加工同樣的樣品，僅僅需要45分鐘，就可以得到比Xe離子更加均勻的樣品截面。
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除此之外，采用Helios 5 Hydra加工敏感材料樣品（如GaN），有機材料（如PCB, FR-4、模塑料等）等，也都可以提高加工速度，提升樣品質(zhì)量，減少加工成本。
“質(zhì)疑Hydra，理解Hydra，青睞Hydra”是很多從事封裝產(chǎn)品失效分析的同仁經(jīng)歷的過程，讓我們來聽聽他們的聲音：
客戶反饋1
由于 Hydra 具有更高樣品制備通量和更好的封裝芯片終點精度，每年可為 FA 實驗室節(jié)省高達 50 萬美元的成本*。
*根據(jù)實驗室具體情況估算。
客戶反饋2
使用氧和氬離子源時，我們不需要沉積保護層，這讓樣品制備速度更快，耗材消耗更少。
客戶反饋3
Hydra帶來的數(shù)據(jù)獲取時間的縮短對客戶退回樣品的分析至關重要。
封裝行業(yè)正在重塑半導體產(chǎn)業(yè)鏈，封裝技術也逐漸從配角走向主角，從被動服務走向主動，實現(xiàn)“More Than Moore”。想了解更多賽默飛Helios 5 Hydra等離子體FIB如何實現(xiàn)高效失效分析和樣品制備，為封裝技術的發(fā)展提供有力的支撐，可關掃描二維碼下載Helios 5 Hydra相關資料，或關注我們的微信號和網(wǎng)站。
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