5月13日至15日，工業物理亮相了第八屆全球半導體產業與電子技術（重慶）博覽會，并在現場展示了Systech EC913在線微量氧分析儀與SpecMetrix微米無損涂層厚度測量系統。展會期間，我們與來自半導體設備、先進封裝、SMT電子制造、PCB及相關工藝應用領域的客戶進行了深入交流。

隨著重慶展會落幕，工業物理也即將前往下一站——中國（合肥）國際半導體與集成電路產業展覽會。在合肥，我們將繼續圍繞半導體制造中的過程監控與質量保證，重點展示在線微量氧分析在SMT、TCB、RTP、CVD/ALD、真空烘箱及相關低氧工藝環境中的應用價值。

合肥站 · 半導體與集成電路產業展覽會
?? 5月22日—24日
?? 合肥濱湖國際會展中心
?? 展位號：B173

而在這一系列應用背后，一個更大的產業背景正在快速展開：AI對算力的需求，正在推動半導體制造和先進封裝進入新的發展階段 ?

AI 算力需求增長，正在改變半導體制造的關注重點

過去，半導體性能提升很大程度上依賴晶體管制程的持續微縮。但隨著摩爾定律放緩，僅依靠前道制程迭代已經越來越難以滿足AI模型快速增長的算力需求。

從大模型訓練，到AI推理，再到數據中心和高性能計算平臺建設，AI正在推動芯片向更高算力、更高帶寬、更低功耗的方向發展。在這個過程中，先進封裝不再只是芯片制造的后段環節，而逐漸成為提升系統性能的重要路徑。

例如，CoWoS、HBM、TSV、2.5D/3D封裝、熱壓鍵合TCB 等技術，正在成為AI芯片、高帶寬內存及高性能計算平臺中的關鍵使能技術。事實上，先進封裝正在成為“后摩爾時代"的重要手段，通過中介層、芯片堆疊、硅通孔和高密度互連，幫助芯片系統突破傳統封裝在帶寬、延遲和空間上的限制。

這也意味著，半導體制造中的過程控制要求正在變得更加精細。溫度、壓力、時間、氣氛、氧含量等工藝參數，都可能影響最終的鍵合質量、器件可靠性和產品良率。

其中，微量氧控制，正是許多關鍵工藝中容易被忽視、卻非常重要的一環??

從CoWoS到HBM，先進封裝為什么離不開穩定的工藝環境？

在AI芯片系統中，算力芯片與高帶寬內存之間需要實現高速、低延遲的數據傳輸。傳統封裝方式難以滿足這種密集互連需求，因此2.5D和3D先進封裝技術被廣泛關注。

CoWoS是一種典型的2.5D封裝技術，通過硅中介層連接邏輯芯片和HBM內存，實現更高帶寬、更低延遲的數據傳輸。對于AI訓練和推理這類數據密集型工作負載來說，高帶寬互連直接影響系統性能。

HBM則通過3D堆疊DRAM結構，配合TSV硅通孔和微凸點互連，在有限空間中實現更高內存帶寬和更低功耗。這類結構雖然能顯著提升系統性能，但也對封裝工藝提出了更高要求。

在這些高密度互連結構中，微凸點、焊盤、金屬層和界面材料的狀態非常關鍵。一旦工藝環境中氧含量控制不當，就可能引發氧化、污染、鍵合強度下降、電阻升高等問題，最終影響封裝可靠性。

這也是為什么在先進封裝和相關設備中，在線微量氧分析儀正在成為越來越重要的過程監控工具。

TCB熱壓鍵合 - 為什么氧含量控制如此關鍵？

在2.5D和3D先進封裝中，TCB熱壓鍵合是實現高密度互連的重要工藝之一。它通過熱量和壓力，將芯片與中介層、基板或其他芯片之間的微凸點進行鍵合，從而建立穩定的電氣和機械連接。

TCB工藝看似是溫度、壓力和時間的控制過程，但在實際制造中，工藝氣氛同樣關鍵。

如果鍵合環境中的氧氣濃度過高，可能導致微凸點或焊盤表面發生氧化，使金屬界面無法充分形成穩定連接。進一步來看，氧污染還可能帶來鍵合強度降低、接觸電阻增加、界面可靠性下降，甚至引發分層、空洞和長期失效風險。

因此，在TCB設備、先進封裝工藝設備以及相關保護氣氛系統中，在線微量氧監測并不是簡單的氧含量檢測，而是幫助設備和工藝人員持續確認：當前的低氧環境是否真正滿足工藝要求。

SYSTECH EC913：面向半導體低氧工藝的在線微量氧檢測

工業物理旗下Systech EC913在線微量氧分析儀，可用于半導體制造和電子制造過程中的微量氧在線監測，尤其適合氮氣保護、惰性氣氛、低氧過程控制等場景。

在半導體及電子制造相關應用中，EC913可關注以下典型場景：

?? SMT回流焊設備

在氮氣保護回流焊過程中，氧含量過高可能增加焊接氧化風險，影響焊點質量和工藝一致性。通過在線監測爐內或工藝氣氛中的微量氧，設備和工藝人員可以更好地判斷氮氣保護環境是否穩定。

?? TCB先進封裝設備

在熱壓鍵合過程中，低氧環境有助于減少金屬表面氧化風險，保障微凸點和焊盤之間的界面質量。微量氧在線監控可為TCB工藝穩定性提供關鍵數據支持。

?? RTP快速熱處理設備

在高溫、快速熱處理及保護氣氛環境中，氧含量控制關系到材料表面狀態和工藝重復性。在線氧分析儀可幫助用戶實時了解氣氛變化。

?? CVD / ALD薄膜沉積設備

在薄膜沉積過程中，氧含量的異常波動可能影響薄膜質量和工藝穩定性。在線監測可用于過程控制、泄漏判斷及氣體純度確認。

?? 真空烘箱、RDL及其他低氧工藝設備

對于需要惰性氣氛或低氧環境的工藝設備，微量氧監測能夠幫助識別泄漏、確認置換效果，并為工藝參數優化提供依據。

從重慶半導體展現場交流來看，許多設備廠商和終端客戶關注的不只是ppm參數，更關心它能否與實際設備工藝結合，是否適合長時間在線監控，是否能為過程穩定性和良率提升提供有效數據。這也正是工業物理希望與更多半導體行業客戶深入溝通的方向。

微量氧分析：不止是 TCB，也適用更多場景

雖然TCB先進封裝是當前AI芯片和高性能封裝中備受關注的應用方向，但微量氧分析儀在半導體領域的應用遠不止于此。

在真空室中，它可用于沉積、蝕刻、退火等工藝中的泄漏監測和低氧環境確認；在手套箱中，它可幫助維持惰性氣氛，降低敏感材料氧化和污染風險；在工藝氣體管線中，它可用于確認氮氣、氬氣、氫氣等工藝氣體的純度，為器件性能與工藝穩定性提供保障。

對于設備供應商而言，穩定的氧含量監測能力可以提升設備整體過程控制水平；對于終端制造企業而言，氧含量數據則可用于質量追溯、工藝優化和異常判斷。

當半導體制造從「經驗控制」走向「數據驅動」，微量氧分析儀所提供的實時過程數據，也會變得越來越重要。

下一站合肥，周五見

5月22日至24日，工業物理將繼續亮相合肥半導體與集成電路產業展覽會，在B173展位與大家見面。

合肥站 · 半導體與集成電路產業展覽會
?? 5月22日—24日
?? 合肥濱湖國際會展中心
?? 展位號：B173

AI的發展正在不斷推動芯片性能邊界向前延伸。先進封裝、HBM、CoWoS、TCB等技術，讓芯片系統能夠在更小空間內實現更高帶寬和更強算力；而在這些高精密制造工藝背后，穩定、可靠、可追溯的過程控制同樣重要。

微量氧分析儀或許并不是蕞顯眼的半導體設備，但它在低氧環境監測、工藝穩定性控制和質量保證中，扮演著重要的“隱形守護者"角色。

工業物理期待與您現場相見，共同探討半導體測試與測量解決方案在AI時代的新價值 ?