多芯片组件(MCM),多芯片组件(MCM)是什么意思

MCM一般采用DCA（裸芯片直接安装技术）或CSP，可使电路图形线宽达到几微米到几十微米的等级。在MCM基础上设计的与外部电路连接的扁平引线间距为0.5mm，把几块MCM利用SMT组装在普通的PCB上即可实现系统的功能。它是为适应现代电子系统短、小、轻、薄和高速、高性能、高可靠性、低成本的发展方向而在多层印制板(PCB)和表面安装技术(SMT)的基础上发展起来的新一代微电子封装与组装技术，是实现系统集成的有力手段。 MCM组装的是超大规模集成电路和专用集成电路的裸片，而不是中小规模的集成电路，技术上MCM追求高速度、高性能、高可靠性和多功能，而不象一般混合IC技术以缩小体积重量为主。多芯片组件技术的基本特点(1)MCM是将多块未封装的IC芯片高密度安装在同一基板上构成的部件，省去了IC的封装材料和工艺，节约了原材料，减少了制造工艺，缩小整机／组件封装尺寸和重量。(2)MCM是高密度组装产品，芯片面积占基板面积至少20％以上，互连线长度极大缩短，封装延迟时间缩小，易于实现组件高速化。(3)MCM的多层布线基板导体层数应不小于4层，能把模拟电路、数字电路、功率器件、光电器件、微波器件及各类片式化元器件合理有效地组装在封装体内，形成单一半导体集成电路不可能完成的多功能部件、子系统或系统。使线路之间的串扰噪声减少，阻抗易控，电路性能提高。(4)MCM避免了单块IC封装的热阻、引线及焊接等一系列问题，便产品的可靠性获得极大提高。(5)MCM集中了先进的半导体IC的微细加工技术，厚、薄膜混合集成材料与工艺技术，厚膜、陶瓷与PCB的多层基板技术以及MCM电路的模拟、仿真、优化设计、散热和可靠性设计、芯片的高密度互连与封装等一系列新技术，因此，有人称其为混合形式的全片规模集成WSI(Wafer-scaleIntegration)技术。多芯片组件技术的基本类型根据多层互连基板的结构和工艺技术的不同，MCM大体上可分为三类：①层压介质MCM(MCM-L)；②陶瓷或玻璃瓷MCM(MCM-C)；③硅或介质材料上的淀积布线MCM(MCM-D)。表1给出MCM三种基本类型的结构、材料和性能。MCM-L是采用多层印制电路板做成的MCM，制造工艺较成熟，生产成本较低，但因芯片的安装方式和基板的结构所限，高密度布线困难，因此电性能较差，主要用于30MHz以下的产品。MCM-C是采用高密度多层布线陶瓷基板制成的MCM，结构和制造工艺都与先进IC极为相似，其优点是布线层数多，布线密度、封装效率和性能均较高，主要用于工作频率(30-50)MHz的高可靠产品。它的制造过程可分为高温共烧陶瓷法(HTCC)和低温共烧陶瓷法(LTCC)，由于低温下可采用Ag、Au、Cu等金属和一些特殊的非传导性材料，近年来，低温共烧陶瓷法占主导地位。MCM-D是采用薄膜多层布线基板制成的MCM，其基体材料又分为MCM-D／C(陶瓷基体薄膜多层布线基板的MCM)、MCM-D／M(金属基体薄膜多层布线基板的MCM)、MCM-D／Si(硅基薄膜多层布线基板的MCM)等三种，MCM-D的组装密度很高，主要用于500MHz以上的产品。三维多芯片组件通常所说的多芯片组件都是指二维的(2D-MCM)，它的所有元器件都布置在一个平面上，不过它的基板内互连线的布置已是三维。随着微电子技术的进一步发展，芯片的集成度大幅度提高，对封装的要求也更加严格，2D-MCM的缺点也逐渐暴露出来。目前，2D-MCM组装效率最高可达85％，已接近二维组装所能达到的最大理论极限，这已成为混合集成电路持续发展的障碍。为了改变这种状况，三维的多芯生组件(3D-MCM)就应运而生了，其最高组装密度可达200％。3D-MCM是指元器件除了在x-y平面上展开以外，还在垂直方向(z方向)上排列，与2D-MCM相比，3D-MCM具有以下的优越性：①进一步减小了体积，减轻了重量。相对于2D-MCM而言，3D-MCM可使系统的体积缩小10倍以上，重量减轻6倍以上。②3D-MCM中芯片之间的互连长度比2D-MCM短得多，因此可进一步减小信号传输延迟时间和信号噪声，降低了功耗，信号传输(处理)速度增加。③由于3D-MCM的组装效率目前己高达200％，进一步增大了组装效率和互连效率，因此可集成更多的功能，实现多功能的部件以至系统(整机)。④互连带宽，特别是存储器带宽往往是影响计算机和通信系统性能的重要因素。降低延迟时间和增大总线宽度是增大信号宽度的重要方法。3D-MCM正好具有实现此特性的突出优点。⑤由于3D—MCM内部单位面积的互连点数大大增加，具有更高的集成度，使其整机(或系统)的外部连接点数和插板大大减小，因此可靠性得到进一步提高。3D-MCM虽然具有以上所述的优点，但仍然有一些困难需要克服。和2D-MCM相比，3D-MCM的封装密度增加了，必然导致单位基板面积上的发热量增大，因此散热是关键问题，一般采用以下方法：采用低热阻材料，如金刚石或化学气相淀积(CVD)金刚石薄膜；采用水冷或强制空冷；采用导热粘胶或散热通孔将热量尽快散发出去。另外，作为一项新技术，3D-MCM还需进一步完善，需更新设备，开发新的软件，还要承担一定的风险。多芯片组件的应用及发展趋势多芯片组件(MCM)在组装密度(封装效率)、信号传输速度、电性能以及可靠性等方面独具优势，是目前能最大限度地提高集成度、提高高速单片IC性能，制作高速电子系统，实现整机小型化、多功能化、高可靠性、高性能的最有效途径。MCM早在80年代初期就曾以多种形式存在，但由于成本昂贵，大都只用于军事、航天及大型计算机上。随着技术的进步及成本的降低，近年来，MCM在计算机、通信、雷达、数据处理、汽车行业、工业设备、仪器与医疗等电子系统产品上得到越来越广泛的应用，已成为最有发展前途的高级微组装技术。例如利用MCM制成的微波和毫米波SOP(System-on-a-package)，为集成不同材料系统的部件提供了一项新技术使得将数字专用集成电路、射频集成电路和微机电器件封装在一起成为可能。3D-MCM是为适应军事宇航、卫星、计算机、通信的迫切需求而近年来在国外得到迅速发展的高新技术，是实现系统集成的重要技术途径。目前3D-MCM已被应用到高性能大容量的存储器组件和计算机系统，充分发挥了三维多芯片组件技术的优越性。随着微电子技术的发展，微电子封装将向微型化、轻型化和薄型化方向发展。3-D封装技术具有降低功耗、减轻重量、缩小体积、减弱噪声、降低成本等优点，它将是未来微电子封装的主要发展方向。电子系统(整机)向小型化、高性能化、多功能化、高可靠和低成本发展已成为目前的主要趋势，从而对系统集成的要求也越来越迫切。实现系统集成的技术途径主要有两个：一是半导体单片集成技术，二是MCM技术。前者是通过晶片规模的集成技术(WSl)，将高性能数字集成电路(含存储器、微处理器、图象和信号处理器等)和模拟集成电路(含各种放大器、变换器等)集成为单片集成系统。后者是通过三维多芯片组件(3D-MCM)技术实现WSI的功能。三维多芯片组件技术是现代微组装技术发展的重要方向，是新世纪微电子技术领域的一项关键技术。

MCM(multi-chip module)

多芯片组件。将多块半导体裸芯片组装在一块布线基板上的一种封装。根据基板材料可分

为MCM－L，MCM－C 和MCM－D 三大类。

MCM－L 是使用通常的玻璃环氧树脂多层印刷基板的组件。布线密度不怎么高，成本较低。

MCM－C 是用厚膜技术形成多层布线，以陶瓷(氧化铝或玻璃陶瓷)作为基板的组件，与使

用多层陶瓷基板的厚膜混合IC 类似。两者无明显差别。布线密度高于MCM－L。

MCM－D 是用薄膜技术形成多层布线，以陶瓷(氧化铝或氮化铝)或Si、Al 作为基板的组件。

布线密谋在三种组件中是最高的，但成本也高。

通富微电：公司主要从事集成电路 的封装测试业务，在中高端封装技术方面占有领先优势，是国内目前唯一实现高端封装测试技术MCM、MEMS量化生产的封装测试厂家。2006年产能达到35亿只，在内地本土集成电路封装测试厂中排名第一。公司是Micronas、FreesCAle、ToshiBA等境外知名半导体企业的合格分包方，其中全球前10大跨国半导体企业已有5家是公司长期稳定的客户。同时公司注重开发国内市场。

长电科技：公司是中国半导体第一大封装生产基地，国内著名的晶体管和集成电路制造商，产品质量处于国内领先水平。公司拥有目前体积最小可容纳引脚最多的全球顶尖封装科技，在同行业中技术优势十分突出。

华微电子：公司是我国最大的功率半导体专业生产企业，产品应用于家电 、绿色照明 、计算机和通讯、汽车电子四大领域，产品性能达到国际先进水平，有些产品的性能甚至超过了国际水平。

康强电子：主要从事半导体封装用引线框架和键合金丝的生产，属于科技创新 型企业，国内最大的塑封引线框架生产基地，年产量达160亿只，已成为我国专业生产半导体集成电路引线框架、键合金丝的龙头企业。

华天科技：公司主要从事集成电路的封装与测试业务，近年来产品结构不断优化，原来以中低端封装形式为主的收入结构得到改善，中端产品在收入中的占比不断提升，综合毛利率有所提高。公司开发生产LQFP、TSSOP、QFN、BGA、MCM等高端封装形式产品，以适应电子产品多功能、小型化、便携性的发展趋势要求，紧抓集成电路封装业面临产业升级带来的发展机遇，高端封装产业化项目逐步实施将提升公司发展后劲。

大恒科技：大恒图像的两个主要产品工业在线视觉检测设备和智能交通 用摄像头有望持续高成长 。中科大洋为数字电视 编播系统行业龙头。中科大洋依托中科院 ，技术优势明显。市场占有率超过50%左右。

有研新材：公司是我国最大的具有国际水平的半导体材料 研究、开发、生产基地，已形成具有自主知识产权的技术及产品品牌，在国内外市场具有较高的知名度和影响力。目前公司的8英寸、12英寸抛光片产品市场拓展仍在推进中，大直径单晶产品供应上已具备深加工能力，此外2009年公司节能灯用双磨片产品供应量快速增加，区熔产品生产供应有一定进展，这两项产品都有望成为公司新的利润增长点。

士兰微：公司是一家专业从事集成电路以及半导体微电子相关产品的设计、生产与销售的高新技术企业。公司主要产品是集成电路以及相关的应用系统和方案，主要集中在以下三个领域：以消费类 数字音视频应用领域为目标的集成电路产品，包括以光盘伺服为基础的芯片和系统。

上海贝岭：公司是我国集成电路行业的龙头，公司投入巨资建成8英寸集成电路生产线，还联手大股东华虹集团成立了上海集成电路研发中心，上海华虹NEC是世界一流水平的集成电路制造企业，技术实力雄厚，公司参股华虹NEC后更加突出了在集成电路方面的实力，有利于提升企业的核心竞争力。华大半导体在2015年5月成为该公司的控股股东，并表示公司将作为中国电子集成电路的统一运营平台，加快推进产业整合，实现资源的集中和业务的系统发展。

七星电子：公司是半导体设备龙头企业，长期受益政策扶持和国内市场需求。在国内市场需求和政府大力扶持的有利条件下，集成电路和平板显示产业重心正在向大陆转移，为设备类企业提供良好的发展机遇。开发的先进设备打破国外厂商的长期垄断，有望逐步替代国外设备，成为国内市场的重要供应商。

三安光电：公司公告以自有货币资金在厦门火炬高新区 火炬园成立一家全资子公司。主要从事危险化学品批发、电子元件 及组件、半导体分立器件、集成电路、光电子器件及其他电子器件等制造与销售；注册资金1亿元人民币。

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