科技综述-发展现状.doc

1、 科技综述1. 军用新技术的可靠性研究1. 多芯片组件（MCM）技术的可靠性研究 MCM封装技术能使多个IC芯片紧密地安装在同一互连衬底上，具有小型化、轻量化、高性能、高可靠性和良好散热器等优点，能极大提高通讯设备、军用、航天航空电子设备等电子产品的性能和可靠性。但如何有效利用MCM技术还需要不断研究，尤其是用于航空航天等军工领域的MCM必须通过一系列加速寿命试验，如防潮、放盐雾、热冲击等。目前，MCM产品的主要问题是：MCM封装技术、测试方法等。2. 已知良好芯片（KGD）技术的可靠性研究KGD是指裸露或无封装的IC具有和传统封装芯片相同的质量或失效概率，是在所有裸芯片的应用中，能够减少费用、缩短周期和提高产品可靠性的关键，可以解决芯片级老化和测试问题。目前，KGD的需求量很大，各大半导体公司根据宇航用、军用、工业用、商业用等不同市场需求，制定不同的KGD工艺流程，以最低成本来满足最大的市场，不断提高次技术。3. 微电子机械系统（MEMS）的可靠性研究 后面第三个有介绍。参考资料：肖虹，田宇，蔡少英，刘涌.国外军用电子元器件可靠性技术研究进展.技术信息与研究标准化2. 三维集成技术的可靠性研究集成电路封装是半导体产业链中的核心环节之一,近年来集成电路工艺技术展迅速,但集成电路封装发展相对滞后,一定程度上已经制约了集成电路性能的进一步提高。3DIC是一种系统级构架的新方法，内部含有多个平方器件的叠层，并经由穿透硅通孔（TSV）在垂直方向实现相互连接。采用这种方式可以大幅缩小芯片尺寸，提高芯片的晶体管密度，改善层间电气互联性能，提升芯片运行速度，降低芯片功耗。在设计阶段导入3DIC，可以将MEMS、RF、logic、Memory、Sensor COMS、Flash、光器件等不同器件整合在一起，实现一个三维立体结构的新路途。(1)产品化快速发展目前，3DIC芯片具有体积小、集成度高、功耗及成本低，有利实现功能多样化的特点，符合当前数字电子产品轻薄短小发展趋势，近年来产业化进程加快。目前基于TSV技术已经在微机电（MEMS）和影像传感器（CMOS）等产品的大规模量产中广泛应用。预测在未来3年内3DIC技术产业化将全面展开。从DSP、NAND Flash、DRAM和通讯IC产品领域到绘图芯片、多核处理器、功率放大器、FPGA芯片产品领域，逐步到逻辑组件、模拟组件、射频等堆叠构成的功能系统芯片发展。全球TSV技术的芯片市场规模可能到2013年预计到达140亿到170亿美元，占全球半导体市场比重的约5-6%。(2)3DIC技术继续向细微化方向发展TSV技术将在垂直方向堆叠层数、硅晶圆片报度、硅穿孔直径、引脚间距等方面继续向微细化方向发展。在垂直方向上堆叠层数上将由2007年的3-7层裸晶片（DIE）堆栈演进2015年的5-14颗芯片的堆叠；为使堆叠14层芯片的封装仍能符合封装总厚度小于1mm的要求，在硅晶圆片减薄上也将由2007年的20-50um进一步缩小至2015年的8um厚度；硅穿孔直径也由2007年的4.0um缩小至2015年的1.6um；引脚间距由2007年10um缩小至2015年3.3um。此外，TSV技术发展重点还包括工艺开发，3DIC设计测试，多尺寸穿孔技术、静电保护等。(3)TSV技术的可靠性分析随着电子封装持续向小型化、高性能的方向发展，基于硅通孔的三维互连技术已经开始应用到闪存、图像传感器的制造中，硅通孔互连技术的可靠性问题越来越受到人们的关注。目前TSV主要集中于MEMS封装和IC的三维集成上，除了可以提高互连密度和高速信号的传输特性外，硅通孔互连技术还可以通过减小整个引线的长度来降低功率损耗。同时接触孔也为管芯发出的焦耳热提供了散热通道。但硅通孔互连技术依然面临更小通孔的制作、通孔内无缺陷金属化和互连线与硅衬底电绝缘的形成等技术上的挑战。缺乏相应的设计工具、热管理问题，试验方法和供应链问题等。参考资料：1SEMI发表关于三维集成发展现状的白皮书 2侯珏.硅通孔互连技术的可靠性研究 3李文石、马强、李波.三维集成技术的发展研究 43DIC和TSV互连市场.全球预测和趋势分析2011-2016. （军事航天）3. 微机电系统的可靠性研究MEMS是指微型化的器件或器件的组合，把电子功能与机械的、光学的或其他的功能相结合的综合集成系统，采用微型结构，使之在极小的空间内到达智能化的功效。MEMS是一门多学科交叉的新兴学科，涉及精密机械、微电子材料科学。微细加工、系统与控制等技术学科和物理、化学、力学、生物学等基础学科。目前MEMS器件已经在很多领域都有广泛的应用,与其他产业相比,其产量却十分有限,而造成这种商业化瓶颈的主要原因是技术供应商在MEMS器件的可制造性、可测试性、可靠性等方面的解决方案能力不足微小尺度下材料和器件的表征是当今科学技术发展的一个关键技术，尤其是在微机电系统（MEMS）方面，其产业化成败与否很大程度上取决其可靠性的研究。MEMS封现状：(1) 晶片级封装1 多种硅-硅，玻璃-硅，玻璃-玻璃贴合方法2 化学传感器上制作微型Si3N4帽(2) 单芯片封装1 板上芯片法2 预成型封装技术(3) 多芯片模块和微系统1 将现有的商用预成型塑料有线芯片（PLCC）载体封装垂直叠加起来，用于安装集成电路。2 采用一个装有电子器件的平台芯片，用引线键合或倒装芯片技术将传感器或致动芯片安装起来。3 在玻璃衬底上的凹槽安装裸芯 半导体研究所科研人员首次在国内研制成功吹曲测试实验装置，并同时研制成功MEMS器件机械性能可靠性测试平台，这两套装置具有非接触测量、对样品没有损害、简单、快速、准确的特点。科研人员利用该设备在非接触条件下探测薄膜材料的最小位移精度达到10纳米，发展了承受双轴应力膜片(membrane)的综合平面应变理论模型，将吹曲测试扩展到了膜片的断裂点，这一综合的理论模型能用于计算任何薄膜的残余应力、杨氏模量和断裂应力，包括某些必须制备多层复合膜片的材料。这一平台的建立填补了我国在微纳尺度薄膜与器件的机械性能可靠性研究方面的空白，另外，与德国Freiburg大学微技术研究所的合作也取得了良好的进展。参考资料：1刘芳.微机电系统可靠性关键问题研究 2微机电系统机械性能可靠性研究取得最新进展 3李秀清.MEMS封装技术现状与发展趋势2、 翻译1. 全球微机电系统（MEMS）设备行业 这份报告分析了微型机电系统(MEMS)设备成百上千万美元的全球市场主要有以下产品类别:加速计,陀螺仪,喷墨头,晶圆探针和光学MEMS、压力传感器等其他产品。该文也分析了其用途包括商业/工业、医学、生物医学、通讯、电脑等其他方向。同时对美国、加拿大、日本、欧洲、亚太地区、拉丁美洲和世界其它国家提供单独的综合分析，年度评估和预测从2009到2017，同时对这些市场还有一个6年历史分析。该文简要描述了156个公司包括许多关键和利基市场上的竞争者，如美国模拟器件公司、远地点科技公司、安华高科技公司、博世有限公司、佳能安内华股份有限公司、Colibrys有限公司、Coventor公司、日本电装株式会社、爱普生东洋通讯公司、飞思卡尔半导体公司、通用电气测量及控制方案、惠普开发公司、低通、霍尼韦尔国际公司,IMT(创新微技术)公司,智能感知软件公司、应美盛公司、凯维力科公司,基斯特勒仪器公司,LioniX 法国检验局、MEMSCAP 普瑞公司、Memsic 公司、MemsTech公司、Micralyne 公司. 新飞通公司、广州银讯公司、松下公司,英飞凌科技公司股价、硅微结构公司、意法半导体、西斯特朗.唐纳公司、德州仪器公、美国泰里达因技术公司、美国TowerJazz和Umachines公司。市场数据和分析来自主要和次要的研究。公司简介主要是基于搜索引擎资源在公共领域。2. 基于MEMS对VectorNav引入的无人机和机器人的GPS / INS导航和定位传感器理查森德克萨斯,2012年7月27日。 理查森德克萨斯的LLC VectorNav技术，正介绍通过VN-200 GPS辅助惯性导航系统(GPS / INS)来知道芯片表面上一个邮票的大小，能应用到下一代航空、汽车、船舶、娱乐、军事和机器人上。 这种VN-200 GPS / INS是适合制导、导航和控制无人机和其他无人驾驶车辆，照相机和平台稳定、目标市场和市场定位,机器人,导向和方向参考,军事和海事应用,飞行控制和仿真以及增强现实应用程序。 GPS / INS的一种先进的GPS模块用微型机电系统(MEMS)惯性和压力传感器对广泛的静态和动态操作条件提供一个耦合的位置、速度，和合适的解决方案。3、 战略分析:氮化镓支撑未来的雷达、电子战和通信波士顿，硕士，7月23日，2012 军事应用将继续增加和推动半导体技术的根本性发展,如氮化镓(GaN)。这是在最近的IMS 2012会议上的突出发表显示的产品，回顾了战略分析公司高级防御系统(ADS)服务报告，“国防电子产业评论：2012年6月。”该报告还详细介绍了国防工业重大新闻，包括产品发布活动、里程碑、合同和国防工业财务业绩。战略分析公司赞助的早餐时段结合了IMS 2012的微波期刊，有着克里族、Nitronex、恩智浦半导体公司、威讯联合半导体、超群半导体和无人机的参与。报告的证实了GaN通信、电子战和雷达的需要的适用性。“与会者强调氮化镓技术将提高性能、效率和带宽的那些例子为了下一代系统的军事投资”，埃里克海厄，北美广告服务主任说。在IMS 2012上展示的其他产品公告包括东芝新的x波段GaN混合集成电路(嗝)针对接收模块(TRMs)用于有源电子扫描阵列(AESA)和被动电子扫描阵列(PESA)雷达的应用。“半导体技术也支持6月军事系统级活动，”战略分析公司的广告服务主任，阿西夫瓦尔说：“半导体技术也支持6月军事系统级活动”。“波音公司和雷声公司获得的合同相关的AN / AG-79 AESA雷达的升级。同时，诺斯罗普格鲁曼公司演示了功能的公司的AN / AAQ-37分布式孔径系统(DAS)和AN /APG-81 AESA雷达,都出现在F- 35的。”在2012年6月的巴黎Eurosatory会议上，整个会议中国防公司展示了新产品以及在通信、电子