先進パッケージング(Advanced Packaging)はCoWoS・HBM積層・チップレット・ハイブリッドボンディング・Fan-out WLPなど、複数チップを高密度集積する後工程技術群の総称。AI GPU向けHBM需要が装置市場を急拡大させている。TSV形成装置・ハイブリッドボンダー・インターポーザー実装装置の主要メーカーと仕組みをわかりやすく解説。
先進パッケージング(Advanced Packaging)は、半導体チップをパッケージに組み込む「後工程」において、複数のダイを高密度・高精度に集積することで、単一チップでは実現困難な性能・機能・コストを達成する技術群の総称です。従来のワイヤーボンディング・リードフレームパッケージに代わり、3D積層・2.5Dインターポーザ・Fan-out WLPなどの革新的な実装技術が急速に普及しています。
主な先進パッケージング技術として、2.5D実装(シリコンインターポーザやRDLを介してチップ横並び接続)、3D IC(TSVで複数ダイを垂直積層)、Fan-out WLP(ウェハレベルで再配線し薄型化)、HBM(TSVでDRAMを垂直積層し広帯域を実現)、ハイブリッドボンディング(Copper-Copper直接接合、μmピッチ以下の超高密度接続)などがあります。
先進パッケージングが注目される背景には「More than Moore(ムーアの法則を超える集積化)」の潮流があります。トランジスタの微細化が物理限界に近づく中、3次元集積によって演算性能・メモリ帯域幅・消費電力効率を向上させるアプローチが主流になっています。AIサーバー向けのGPU(NVIDIA H100/B200)はHBMとのCoWoS実装、Intelのオムニパスアーキテクチャはチップレット+Foveros積層を採用しています。
ハイブリッドボンディング(Hybrid Bonding)はその中でも最先端技術で、銅電極同士を直接熱圧着で接合することでピッチ<10μm(従来はんだバンプでは>40μm)の超高密度接続を実現します。Sony IMX(BSI CIS)とロジック、Samsung HBM、TSMCのSoIC(System on IC)などで実用化が進んでいます。
先進パッケージング装置の主要サプライヤーは、ハイブリッドボンダーにASMパシフィック(Besi)・東レエンジニアリング、ダイボンダーにASMパシフィック・Besi、ウェハ接合にEV Group・SUSS MicroTec、TSV形成にLam Research・Applied Materials、WLP対応成膜・露光装置に東京エレクトロン・Nikon・ABF基板に味の素などが関与しています。