写给小白的芯片封装入门科普
现在，我们聊聊芯片的封装和测试（通常简称“封测” ） 。
这一部分，在行业里也被称为后道（ Back End）工序 ，一般都是由OSAT封测厂（Outsourced Semiconductor Assembly and Test，外包半导体封装与测试）负责。
█ 封装的目的
先说封装 。
封装这个词，其实我们经常会听到。它主要是指把晶圆上的裸芯片（晶粒）变成最终成品芯片的过程。
之所以要做封装，主要目的有两个。
一个是对脆弱的晶粒进行保护 ，防止物理磕碰损伤，也防止空气中的杂质腐蚀晶粒的电路。
二是让芯片更适应使用场景的要求 。
芯片有很多的应用场景。不同的场景，对芯片的外型有不同的要求。进行合适的封装，能够让芯片更好地工作。
我们平时会看到很多种外型的芯片，其实就是不同的封装类型
█ 封装的发展阶段
封装工艺伴随芯片的出现而出现，迄今为止已有70多年的历史。
总的来看，封装工艺一共经历了五个发展阶段 ：
接下来，我们一个个来说。
传统封装
最早期的晶体管，采用的是TO（晶体管封装）。后来，发展出了DIP（双列直插封装）。
我们最熟悉的三极管造型，就是TO封装
再后来，由PHILIP公司开发出了SOP（小外型封装），并逐渐派生出SOJ（J型引脚小外形封装）、TSOP（薄小外形封装）、VSOP（甚小外形封装）、SSOP（缩小型SOP）、TSSOP（薄的缩小型SOP）及SOT（小外形晶体管）、SOIC（小外形集成电路）等。
DIP内部构造
第一、第二阶段（1960-1990年） 的封装，以通孔插装类封装（THP） 以及表面贴装类封装（SMP） 为主，属于传统封装 。
传统封装，主要依靠引线将晶粒与外界建立电气连接。
这些传统封装，直到现在仍比较常见。尤其是一些老的经典型号芯片，对性能和体积要求不高，仍会采用这种低成本的封装方式。
第三阶段（1990-2000年） ，IT技术革命加速普及，芯片功能越来越复杂，需要更多的针脚。电子产品小型化，又要求芯片的体积继续缩小。
这时，BGA（ 球型矩阵、 球栅阵列） 封装 开始出现，并成为主流。
BGA仍属于传统封装。它的接脚位于芯片下方，数量庞大，非常适合需要大量接点的芯片。而且，相比DIP，BGA的体积更为紧凑，非常适合需要小型化设备。
BGA封装
BGA封装内部
和BGA有些类似的，还有LGA（平面网格阵列封装）和PGA（插针网格阵列封装）。大家应该注意到了，我们最熟悉的CPU，就是这三种封装。
先进封装
20世纪末，芯片级封装（CSP）、晶圆级封装（WLP）、倒装封装（Flip Chip）开始慢慢崛起。传统封装开始向先进封装演变。
相比于BGA这样的封装，芯片级封装（ CSP） 强调的是尺寸的更小型化 （封装面积不超过芯片面积的1.2倍）。
封装的层级（来自Skhynix）
晶圆级封装是芯片级封装的一种，封装的尺寸接近裸芯片大小。
下期我们讲具体工艺的时候，会提到封装包括了一个切割工艺。传统封装，是先切割晶圆，再封装。而晶圆级封装，是先封装，再切割晶圆 ，流程不一样。
晶圆级封装
倒装封装 （Flip Chip ） 的发明时间很早。1960年代的时候，IBM就发明了这个技术。但是直到1990年代，这个技术才开始普及。
采用倒装封装，就是不再用金属线进行连接，而是把晶圆直接反过来，通过晶圆上的凸点（Bump），与基板进行电气连接。
和传统金属线方式相比，倒装封装的I/O（输入/输出）通道数更多，互连长度缩短，电性能更好。另外，在散热和封装尺寸方面，倒装封装也有优势。
先进封装的出现，迎合了当时时代发展的需求。
它采用先进的设计和工艺，对芯片进行封装级重构，带来了更多的引脚数量、更小的体积、更高的系统集成度，能够大幅提升系统的性能。
进入21世纪后，随着移动通信和互联网革命的进一步爆发，促进芯片封装进一步朝着高性能、小型化、低成本、高可靠性等方向发展。先进封装技术开始进入高速发展的阶段。
这一时期，芯片内部布局开始从二维向三维空间发展（将多个晶粒塞在一起） ，陆续出现了2.5D/3D封装、硅通孔（TSV）、重布线层（RDL）、扇入（Fan-In）/扇出（Fan-Out）型晶圆级封装、系统级封装（SiP）等先进技术。
当芯片制程发展逐渐触及摩尔定律的底线时，这些先进的封装技术，就成了延续摩尔定律的“救命稻草”。
█ 先进封装的关键技术
2.5D/3D封装
2.5D和3D封装，都是对芯片进行堆叠封装。
2.5D封装技术，可以将两种或更多类型的芯片放入单个封装，同时让信号横向传送 ，这样可以提升封装的尺寸和性能。
最广泛使用的2.5D封装方法，是通过硅中介层（Interposer）将内存和逻辑芯片（GPU或CPU等）放入单个封装。
2.5D封装需要用到硅通孔（TSV）、重布线层（RDL）、微型凸块等核心技术。
3D封装是在同一个封装体内，于垂直方向叠放两个以上芯片的封装技术。
2.5D和3D封装的主要区别在于：
2.5D封装，是在Interposer上进行布线和打孔 。而3D封装，是直接在芯片上打孔和布线，连接上下层芯片堆叠 。相对来说，3D封装的要求更高，难度更大。
2.5D和3D封装起源于FLASH存储器（NOR/NAND）及SDRAM的需求。大名鼎鼎的HBM（High Bandwidth Memory，高带宽存储器），就是2.5D和3D封装的典型应用。将HBM和GPU进行整合，能够进一步发挥GPU的性能。
HBM，对于GPU很重要，对AI也很重要
HBM通过硅通孔等先进封装工艺，垂直堆叠多个DRAM，并在Interposer上与GPU封装在一起。HBM内部的DRAM堆叠，属于3D封装。而HBM与GPU合封于Interposer上，属于2.5D封装。
现在业界很多厂商推出的新技术，例如CoWoS、HBM、Co-EMIB、HMC、Wide-IO、Foveros、SoIC、X-Cube等，都是由2.5D和3D封装演变而来的。
系统级封装（SiP）
大家应该都听说过SoC （System on Chip， 系统级芯片） 。我们手机里面那个主芯片，就是SoC芯片。
SoC，简单来说，是将多个原本具有不同功能的芯片整合设计到一颗单一的芯片中 。这样可以最大程度地缩小体积，实现高度集成。
但是，SoC的设计难度很大，同时还需要获得其他厂商的IP（intellectual property）授权，增加了成本。
SiP（System In Packet，系统级封装） ，和SoC就不一样。
SiP将多个芯片直接拿来用，以 并排或叠加的方式（2.5D/3D封装），封装在一个单一的封装体内 。
尽管SiP没有SoC那样高的集成度，但也够用，也能减少尺寸，最主要是更灵活、更低成本（ 避免了繁琐的IP授权步骤） 。
业界常说的Chiplet（小芯粒、小芯片），其实就是SiP的思路，将一类满足特定功能的裸片（die），通过die-to-die的内部互联技术，互联形成大芯片。
硅通孔（TSV ）
前面反复提到了硅通孔（ through silicon via，TSV，也叫硅穿孔 ） 。
所谓硅通孔，其实原理也挺简单，就是在硅介质层上刻蚀垂直通孔，并填充金属，实现上下层的垂直连接，也就实现了电气连接。
由于垂直互连线的距离最短、强度较高，所以，硅通孔可以更容易实现小型化、高密度、高性能等优点，非常适合叠加封装（3D封装）。
硅通孔的具体工艺，我们以后再做介绍。
重布线层（RDL）
RDL 是在芯片表面沉积金属层和相应的介电层，形成金属导线，并将IO端口重新设计到新的、更宽敞的区域，形成表面阵列布局，实现芯片与基板之间的连接。
RDL技术
说白了，就是在硅介质层里面重新连线，确保上下两层的电气连通。在3D封装中，如果上下堆叠的是不同类型的芯片（接口不对齐），则需要通过RDL重布线层，将上下层芯片的IO进行对准。
如果说TSV实现了Z平面的延伸，那么，重布线层（RDL）技术则实现了X-Y平面进行延伸。 业界的很多技术，例如WLCSP、FOWLP、INFO、FOPLP、EMIB等，都是基于RDL技术。
扇入（Fan-In）/扇出（Fan-Out）型晶圆级封装
WLP（晶圆级封装）可分为扇入型晶圆级封装（Fan-In WLP） 和扇出型晶圆级封装（Fan-Out WLP） 两大类。
扇入型直接在晶圆上进行封装，封装完成后进行切割，布线均在芯片尺寸内完成，封装大小和芯片尺寸相同。
扇出型则基于晶圆重构技术，将切割后的各芯片重新布置到人工载板上。然后，进行晶圆级封装，最后再切割。布线可在芯片内和芯片外，得到的封装面积一般大于芯片面积，但可提供的IO数量增加。
目前量产最多的，是扇出型产品。
以上，小编尽可能简单地介绍了一些封装的背景知识。
参考文献：
1、《芯片制造全工艺流程》，半导体封装工程师之家；
2、《一文读懂芯片生产流程》，Eleanor羊毛衫；
3.、《不得不看的芯片制造全工艺流程》，射频学堂；
4、《什么是先进封装？和传统封装有什么区别？如何分类？》，失效分析工程师赵工；
5、《一文了解先进封装之倒装芯片(FlipChip)技术》，圆圆的圆，半导体全解；
6、《一文了解硅通孔(TSV)及玻璃通孔(TGV)技术》，圆圆的圆，半导体全解；
7、《先进封装发展充要条件已具，关键材料国产替代在即》，国金证券；
8、《Chiplet先进封装大放异彩》，民生证券；
9、维基百科、百度百科、各厂商官网。
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来源：鲜枣课堂
编辑：千里雁啼
AI问诊，靠谱吗？
从导诊机器人到手术机器人，从肺结核诊断到癌症早筛，AI技术正在快速进入医疗领域，应用场景日益多元。今年DeepSeek等AI大模型的问世，更是掀起一阵“生病问AI”的热潮。在人工智能快速发展的当下，如何让AI医疗更合规，医患双方又该如何与AI建立起更科学、更有效的良性互动，提升服务质量与效率？
AI问诊，用了没？
51岁的王女士因反复腰背痛，在当地医院查出左肾同时存在动脉瘤和静脉瘤，位置复杂且风险极高，多家医院建议进行肾切除术，但她不愿放弃：“我儿子在AI平台详细描述了我的病情，AI精准推荐了江苏省人民医院泌尿外科的杨杰医生团队。”
接诊后，杨杰团队创新设计治疗方案，在95分钟的精密手术中，通过直径2.8cm的单一孔道，先后完成动脉瘤切除、静脉瘤剥离及动静脉血管重建三大高难度操作，最终完整保留王女士的肾脏功能。
随着人工智能技术的发展，AI给医疗领域带来的改变显而易见。不确定挂什么科、看不懂化验报告……这些困扰民众看病的难点、堵点问题，在“AI陪诊员”“AI智能助手”“AI健康管家”等大模型的帮助下，有了更优解。
江苏省人民医院基于DeepSeek大模型，推出智能报告解读功能，AI助手可以自动识别并标注检查报告的异常指标，用通俗易懂的语言解读其临床意义，并为患者推荐下一步就诊方向。“以往拿到化验单后，我会去网上搜索异常指标，但看多了让人更焦虑。”患者王先生说，“现在医院推出这项新功能，让患者快速了解指标意义，建议也更具针对性。”
此外，AI被视为破解基层医疗资源不均的重要工具。华中科技大学同济医学院附属同济医院党委书记唐洲平认为，对于一些医疗水平不高、基层医生经验不足的地区，AI驱动的远程医疗和健康监测可帮助提高基层诊疗效率，在急重症转诊决策中发挥作用，让患者获得更高质量医疗服务。
AI医疗，可信不？
受访医生表示，AI在数据学习、提取、分析等方面优势显著，在疾病预测、健康管理、影像识别等领域均有出色表现。然而，一些AI误诊事件也引发人们对其可信度的讨论。
“目前人工智能给出的更多是通用治疗方案，且缺乏对输出质量的评估。由于医疗领域专业性强，不同提问方式会导致AI输出内容不同，这不仅容易出现误导、影响判断，还可能引发医患矛盾。”武汉大学中南医院副院长潘振宇说，“建议公众使用时，可将其生成的结果当作参考，切勿过度依赖。”
“模型可以解放手脚，但不能替代大脑。”中南大学湘雅医学院副院长李学军认为，医疗决策依赖复杂的临床判断与丰富经验，尤其是面对不典型病例或多病共存的情况，经验丰富的医生能够捕捉到细微症状和体征，这是人工智能目前难以企及的。
第91届中国国际医疗器械博览会上的AI影像分析、AI医疗设备
此外，由于患者个体差异大，治疗方案需个性化调整，而人工智能在灵活性上有所欠缺。南京市迈皋桥社区卫生服务中心全科主任医师余晓燕坦言，来基层医疗机构看病的很多是“老熟人”，医生看诊时需要综合病史、症状等多种信息，AI目前在这方面还不够成熟。
AI强大的信息处理能力还引发患者对数据隐私、信息安全等方面的担忧。武汉大学中南医院信息中心主任肖辉说，AI需要大量数据学习，但医疗数据的敏感性和隐私保护需求使得数据共享和使用变得复杂。“为避免数据泄露和跨境传输风险，不少医院会选择大模型私有化部署。”
AI医疗，怎样更合规？
如何让AI医疗更合规，使其更高效、更精准地服务大众？2022年，国家卫健委和国家中医药局联合印发的《互联网诊疗监管细则（试行）》明确规定，处方应由接诊医师本人开具，严禁使用人工智能等自动生成处方。去年，国家卫健委等制定的《卫生健康行业人工智能应用场景参考指引》，发布了人工智能技术的84种具体场景应用。
受访人士建议，通过完善法律法规、强化数据安全、建立权责机制和加强伦理监管等举措，推动AI医疗应用的规范化部署。
首先，完善法律法规，明确责任划分。李学军等认为，充分发挥人工智能优势，要以保障医疗质量和安全为前提，在创新与风险间找到平衡；将AI定位为辅助工具，最终决策权归医生所有，并推动行业自律；完善相关法规，明确AI研发者、使用者和管理者的责任及边界；成立AI医疗监管部门，建立AI医疗技术评估机制。
其次，守护数据安全，明晰伦理底线。唐洲平等认为，应确保AI技术在法律框架下合理应用，严守数据安全与伦理底线，确保技术应用始终服务于医疗本质。同时，不少受访民众提出，AI问诊系统必须提供人工切换功能，患者应有权拒绝完全依赖AI的诊疗方案。
再次，加速医工交叉，推动AI医疗更精准可靠。受访专家认为，可推动医学与工程领域的协作与人才培养，鼓励医学、计算机科学和伦理学专家共同设计满足临床需求的AI工具。
潘振宇表示，要发挥AI医疗的深度价值，必须将其与医疗专业数据库、文献、治疗规范、指南等结合，同时探索将医生多年积累的看诊经验等个人“隐性知识”显性化融入AI大模型，丰富AI医疗方案，提高输出质量。
(来源:半月谈微信公号)
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