芯片互联：从C4, Cu Pillar 到 Cu μ-Pillar ！

半导体芯片的集成度越来越高，密度也越来越大。这直接带来一个变化：芯片上需要的引脚端子数量也跟着大幅增加。

为了跟上这个趋势，同时应对越来越小的引脚间距，行业里的主流方案是用Cu Pillar（铜柱）来替代传统的C4焊锡球，以实现作为芯片与基板之间的互连。

在我们昨天的文章“

提到华为海思在其7.2T Hi-ONE硅光引擎中也使用了Cu Pillar技术。

我们先来说说什么是焊锡球，也就是C4，不是C4炸药哈。

这里的C4，全称是 Controlled Collapse Chip Connection，翻译过来就是 “可控坍塌芯片连接技术”。

C4凸块的直径大约在75~150μm左右。在C4工艺中，经过回流焊熔化再凝固后，它的形状不完全是完美的球体，而更像一个圆顶状或蘑菇状的凸块。

注意：在FC倒装芯片封装中，C4凸块用于连接芯片与封装基板，BGA焊球则用于连接封装基板与外部电路板。

除了在内部连接上取代C4，Cu Pillar的应用范围也在不断扩大。Cu Pillar技术正从芯片级向板级延伸，比如说日月光、Amkor 等厂商在推动 Cu Pillar 在FC-BGA中的应用。

那什么是Cu Pillar？

直译过来就是铜柱凸块，也叫C2，Chip Connection。它是一种利用铜柱接合替代传统引线键合，实现芯片与基板之间电气互联的先进制造技术。

Cu Pillar 的直径通常在几十μm到100μm左右。由于铜在回流焊过程中不会熔化，因此不会发生坍塌，能够维持非常稳定的互连高度。

目前，它已广泛应用于高密度倒装芯片封装中。

但随着先进封装不断向3D堆叠和异构集成方向发展，对互连密度的要求也达到了前所未有的高度。

此时，Cu Pillar技术就必须进一步演进到μ-bumps，对应的Cu μ-Pillar，即微铜柱，其直径进一步缩小到10~30µm 之间。

这种结构能够适应极高密度的封装需求，比如2.5D/3D IC集成、HBM堆叠等场景。在CoWoS几中类型中都有相关μ-bumps的应用。

比如说CoWoS-R封装：

通常来说，在最高端的3D IC和2.5D CoWoS封装中，当我们提到“μ-bumps”时，指代的往往就是“Cu μ-Pillar”这种结构。

我们用一张表来做个总结：

华为海思的Hi-ONE硅光引擎中，片上集成了超过2000个器件。从集成密度和技术趋势来判断，我们推测它采用的应该是更先进的 Cu μ-Pillar 技术。

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