一、集成芯片的發(fā)展趨勢

 1. 技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展

隨著傳統(tǒng)硅基集成電路的性能逐漸接近物理極限，人們開始尋找新的材料和工藝來推動集成電路的發(fā)展。例如，碳納米管、二維材料等新型材料的應(yīng)用將為集成電路的下一步發(fā)展提供新的突破口。此外，三維集成技術(shù)可以有效提高集成電路的性能和密度，同時減小芯片尺寸，這種技術(shù)將成為未來集成電路發(fā)展的重要方向，有望在處理器、存儲器等領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。

2. 人工智能與大數(shù)據(jù)驅(qū)動需求

人工智能的快速發(fā)展對集成電路提出了更高的性能要求，如高性能計算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器等將成為未來的發(fā)展趨勢。同時，物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，對低功耗、高可靠性的集成電路需求不斷增加。智能傳感器、邊緣計算等技術(shù)的興起也為集成電路產(chǎn)業(yè)帶來了新的機遇。

 3. 制造全球化與產(chǎn)業(yè)集約化

全球產(chǎn)業(yè)鏈的整合，使得集成電路制造業(yè)也呈現(xiàn)出全球化趨勢。各國之間在集成電路領(lǐng)域的競爭日益激烈，其競爭優(yōu)勢將更多地體現(xiàn)在技術(shù)研發(fā)和制造流程的效率上。同時，集成電路產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)向規(guī)?；?、專業(yè)化方向發(fā)展，制造工藝將更加精細(xì)化、智能化，以降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)能。

 4. 綠色制造與可持續(xù)發(fā)展

集成電路產(chǎn)業(yè)將更加注重綠色制造，減少對環(huán)境的污染。針對芯片廢棄回收利用問題，未來將加大對芯片的回收、再利用和再制造的研發(fā)力度，推動集成電路產(chǎn)業(yè)向可持續(xù)發(fā)展方向邁進(jìn)。

 5. 自上而下的構(gòu)造法

傳統(tǒng)的集成電路設(shè)計采用自下而上的堆疊法，而面向集成度進(jìn)一步提升的集成芯片設(shè)計，構(gòu)造法從整體系統(tǒng)的角度出發(fā)，自上而下研究芯粒的分解與組合優(yōu)化理論。這種方法能夠通過介觀芯粒解耦，實現(xiàn)應(yīng)用-集成-設(shè)計-工藝協(xié)同，從系統(tǒng)和應(yīng)用需求出發(fā)，依靠自上而下的方法學(xué)，可以發(fā)展出費效比低的系統(tǒng)。

6. 高速光電子集成芯片

光電二極管作為光電子集成芯片中必需的基本元件，已被廣泛應(yīng)用于LED、激光器、探測器等。然而，無論是作為發(fā)光單元還是探測單元的光電二極管，均需配置相應(yīng)的外部驅(qū)動電路來實現(xiàn)電信號和光信號之間的轉(zhuǎn)換。這一傳統(tǒng)模式極大地限制了整個光電系統(tǒng)的信號傳輸速度和帶寬，因此，巨大的應(yīng)用潛力存在于高速光電子集成芯片領(lǐng)域。

7. 開源開放技術(shù)生態(tài)

為了促進(jìn)集成芯片開源開放技術(shù)生態(tài)的建設(shè)，支撐基金委集成芯片重大研究計劃，中國計算機學(xué)會開源發(fā)展委員會及中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所、復(fù)旦大學(xué)等共同建立了集成芯片開源社區(qū)。社區(qū)平臺將匯聚集成芯片重大研究計劃開展過程中，在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、信息科學(xué)和工藝集成等領(lǐng)域形成的開源EDA工具、開源芯片設(shè)計、開放互連協(xié)議等創(chuàng)新成果，為集成芯片生態(tài)構(gòu)建提供基礎(chǔ)支撐。

二、芯粒集成芯片的發(fā)展現(xiàn)狀

 1. 技術(shù)研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

芯粒集成芯片技術(shù)是近年來集成電路領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向。它通過將多個芯粒集成在一起，形成了新的高性能、功能豐富的芯片。這種技術(shù)可以有效應(yīng)對摩爾定律失效的問題，因為在芯粒集成芯片中，只有需要較高處理能力的部分使用最先進(jìn)的制程制造，而輸入輸出等性能要求不高的部分則可以用可靠性高的老制程來制造。此外，芯粒集成芯片還可以通過復(fù)用和組合芯粒，快速滿足多種多樣的應(yīng)用需求，帶來了全產(chǎn)業(yè)鏈的變革。

 芯粒集成芯片技術(shù)的研究現(xiàn)狀表明，這項技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，并且在未來有著廣闊的發(fā)展前景。據(jù)預(yù)測，到2033年，芯粒市場規(guī)模將達(dá)到1070億美元，未來十年的年均復(fù)合增長率(CAGR)將穩(wěn)定在42.5%。2024年，市場規(guī)模預(yù)計將達(dá)到44億美元。芯粒集成芯片的發(fā)展趨勢正在席卷整個半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，多家企業(yè)如賽微電子、通富微電、光力科技等都在芯粒集成芯片技術(shù)領(lǐng)域有所布局和儲備。

 2. 國內(nèi)外研究和發(fā)展現(xiàn)狀

 在國內(nèi)，芯粒集成芯片技術(shù)對于集成電路產(chǎn)業(yè)具有更加重要意義。由于我國在集成電路產(chǎn)業(yè)的一些先進(jìn)裝備、材料、EDA以及成套工藝等方面被限制，導(dǎo)致我國短期內(nèi)難以持續(xù)發(fā)展尺寸微縮的技術(shù)路線。集成芯片技術(shù)提供了一條利用自主集成電路工藝研制跨越1-2個工藝節(jié)點性能的高端芯片技術(shù)路線。同時，我國集成電路產(chǎn)業(yè)具有龐大市場規(guī)模優(yōu)勢，基于現(xiàn)有工藝制程發(fā)展集成芯片技術(shù)可以滿足中短期的基本需求，并可借助大規(guī)模的市場需求刺激集成芯片技術(shù)的快速進(jìn)步，走出我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展特色，并帶動尺寸微縮路徑和新原理器件路徑的共同發(fā)展。

 在國外，芯粒集成芯片技術(shù)同樣受到廣泛關(guān)注。例如，美國半導(dǎo)體研究聯(lián)盟2023年10月發(fā)表的半導(dǎo)體新發(fā)展藍(lán)圖中，異構(gòu)集成被認(rèn)為將引領(lǐng)今后的半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展。蘋果公司于2022年3月推出的M1Ultra芯片采用了芯粒架構(gòu)。AMD、Arm、ASE、英特爾、高通、三星和臺積電等半導(dǎo)體廠商以及GoogleCloud、Meta、微軟等十余家科技行業(yè)巨頭共同成立了通用小芯片互聯(lián)(UCIe)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，旨在推廣UCIe技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建完善生態(tài)，使之成為異構(gòu)封裝小芯片未來片上互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。

 3. 市場規(guī)模和發(fā)展趨勢

 根據(jù)市場調(diào)查機構(gòu)Omdia的數(shù)據(jù)，2024年，全球芯粒芯片市場規(guī)模將達(dá)到58億美元，預(yù)計2035年全球芯粒芯片市場規(guī)模有望突破570億美元。參考2018年的6.45億美元，2018—2035年的年復(fù)合增長率高達(dá)30.16%。這意味著芯粒集成芯片市場的增長速度非?？?，這也反映出芯粒集成芯片技術(shù)在市場上的受歡迎程度和應(yīng)用潛力。

 綜上所述，芯粒集成芯片的發(fā)展現(xiàn)狀顯示出該技術(shù)在國內(nèi)外都受到了高度重視，并且在市場上有著巨大的發(fā)展空間。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場需求的增長，芯粒集成芯片技術(shù)在未來將繼續(xù)保持其核心競爭力，并為集成電路產(chǎn)業(yè)帶來更多的創(chuàng)新和突破。

 三、集成芯片清洗工藝介紹與芯片清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導(dǎo)致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

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