封装技术成为核心战场！工程师入门框架类芯片封装设计难吗？

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导读：近期，由于现货黄金价格突破 3500 美元 / 盎司再创历史新高，导致面板驱动 IC 封装的核心工艺 “金凸块” 成本压力剧增，两大封测巨头颀邦科技与南茂科技宣布上调封装报价。这一事件充分体现了封装行业对成本控制的敏感性，也从侧面反映出封装技术在整个半导体产业链中的关键地位。在这样的大背景下，技术创新的重要性愈发凸显。

一、中国半导体封装行业蓬勃发展

近年来，中国半导体封装行业展现出蓬勃发展的态势，市场规模持续扩大。据相关数据统计，2023 年中国封装基板市场规模约为 207 亿元，同比增长 2.99%，预计到 2024 年这一规模将进一步扩大至 213 亿元。2022 年我国半导体封装材料行业市场规模达 463 亿元，并且未来还将继续保持快速发展的势头。从区域发展来看，国内各地纷纷布局半导体封装产业。例如，计划总投资 11.6 亿元的连创芯集成电路封装测试研发制造基地项目正式落地连云港，该项目聚焦晶圆测试、芯片封装及成品测编等关键制程，将有力推动当地半导体封装产业的发展。

与此同时，行业对专业人才的需求也在不断激增。从职友集的数据可知，2025 年半导体封装行业的招聘职位量呈现出增长趋势，相比 2024 年有显著提升。销售工程师、机械工程师、电气工程师、工艺工程师等岗位需求旺盛。这反映出随着行业规模的扩张以及技术的不断升级，企业急需大量具备专业知识和技能的人才，来推动封装技术的研发创新以及生产实践。

作为一位在电子、半导体行业有着20年工作经验笔者，曾任职于多家芯片代理公司和某上市芯片设计公司，精通多种系统级电子产品的PCB 设计，精通高可靠性封装设计;熟练PADS、Cadence allegro、APD、Autocad 等EDA工具的应用;精通高可靠性框架类封装WBBGA、FCBGA、SIP 封装的BT、ABF 基板设计，对高可靠性封装的电、热、力可靠性等设计有一定的了解。近日，在仿真秀官网开通了技术专栏，和用户一起来梳理芯片封装设计的学习路线和知识体系，降低芯片设计仿真技术的学习和就业门槛，助力个人和行业发展，详情见后文。

二、封装在半导体产业链中的角色

在半导体产业链中，封装处于晶圆制造之后的重要环节，是将制造好的晶圆进行加工，使其成为可直接使用的关键步骤。

晶圆制造环节通过光刻、蚀刻等复杂工艺在硅片上形成电路，此时的芯片只是裸片，极为脆弱且难以直接与外部电路连接。封装技术通过对裸片进行物理保护、电气连接等操作，是连接芯片与外部世界的关键环节。

在电子技术的发展长河中，封装技术经历了多次重大变革。其发展历程大致可划分为传统封装、高密度封装和先进封装三个主要阶段。

上世纪50年代末随着第一块集成电路的研制成功，集成电路IO数量的相应增加，大大的推动了封装外壳的发展。60~90年代是传统封装发展阶段，从DIP封装开始随着集成电路IO 数量的不断增加，以及为应对消费电子产品不断小型化的市场要求，先后出现了SOP、QFP、QFN 等传统封装类型，传统封装依赖于引线键合（Wire Bonding）技术，封装载体多为金属框架。

传统封装技术

传统封装类型

进入 21 世纪，随着电子设备对高性能、小型化的需求愈发迫切，封装技术迎来了新的变革。球栅阵列封装（BGA）凭借创新的设计崭露头角，它用焊球取代了传统的引脚，将 I/O 端口以阵列形式分布在封装底部。这种结构不仅大幅提升了 I/O 密度，还显著改善了散热能力，为芯片性能的发挥提供了更好的条件，迅速成为主流封装形式之一。

与此同时，倒装焊（Flip Chip）技术也在这一时期取得重要进展，它利用凸点直接将芯片与基板连接，大大缩短了信号路径，有效提升了信号传输速度和芯片性能。这一阶段的封装技术在提升集成度、改善性能方面取得了重大突破，为电子设备的高性能化和小型化提供了有力支持。

WBBGA技术

FCBGA技术

BGA 封装

近年来随着5G、人工智能、汽车电子等新兴领域的爆发，加之摩尔定律逐渐逼近物理极限，先进封装技术成为推动半导体行业继续发展的关键力量。2.5D/3D 封装技术通过硅通孔（TSV）、中介层（Interposer）等技术，实现了芯片的垂直堆叠，突破了传统二维平面的限制。以高带宽存储器（HBM）为例，通过 3D 堆叠技术，大幅提升了内存带宽，满足了如人工智能、高性能计算等领域对海量数据高速传输的需求。

2.5D 封装

3D 封装

从传统封装到先进封装，每一次技术变革都紧密围绕着满足电子产品不断提升的性能、小型化以及成本控制等需求。如今，封装技术已不再仅仅是芯片制造的“后道工序”，而是成为系统性能优化的核心战场。在未来，随着人工智能、物联网、5G 通信等新兴技术的不断发展，封装技术必将继续创新，推动半导体行业向 “超越摩尔” 时代迈进，为电子产品的持续创新提供源源不断的动力。中国半导体封装行业市场规模持续扩大，人才需求也不断激增。

三、框架类芯片封装设计基础入门

框架类芯片封装设计内容丰富，涉及结构、电气、热等多方面设计。结构上选用合适材料并规划引脚布局与承载区；电气设计注重信号完整性与电源稳定性；热设计通过材料与结构优化加强散热；制造工艺涵盖芯片贴装、引线键合、塑封等环节；可靠性设计通过环境模拟测试并采取加固措施保障性能；同时还需通过材料选型、工艺优化和结构简化等方式进行成本控制。

框架类芯片封装设计入门难吗？我的答案是不难！

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