最近看了楊長順拆解華為Pura X的視頻,發現麒麟9020一個很有意思的小細節:拆解發現Pura X的這顆麒麟處理器,首次封裝了集成內存芯片,從側視圖上可以清楚地看到底部的CPU、頂部的內存,在顯微鏡下,新麒麟CPU的焊點飽滿圓潤,走線清晰筆直,做工精美堪稱藝術品,充分展現了成熟精湛的國產化工藝水平。


這種封裝技術叫FO-PoP(Fan-Out Package on Package扇出型堆疊封裝)技術,它的高集成度不但可以節省手機內部空間,還可以大大提升CPU與內存之間的傳輸效率,進而顯著改善性能,還有利于散熱。
相比目前手機行業主流的HB-POP封裝,FO-PoP是一種適用于對集成度、密度、輕薄有更高要求的封裝技術,具有成本高、密度高的特點,主要用于實現邏輯芯片(如處理器)和存儲芯片的高性能、高密度集成。
FO-PoP相比傳統封裝技術具有以下顯著優勢:
更薄的封裝外形:相比傳統的基于基板的PoP封裝,FO-PoP非常適合對尺寸敏感的移動設備,所以這次華為的新折疊華為Pura X的麒麟9020就采用了這個技術,目的是讓手機更輕薄。
更高的電氣性能:FO-PoP能夠實現更高的互連密度和更低的延遲,帶寬密度可提高8倍。
更好的熱性能:由于無需使用基板,FO-PoP的熱性能更優,能夠更好地滿足高性能計算和網絡通信的需求。
更高的集成度:支持多種芯片的異構集成,如應用處理器、存儲器、封裝天線等。
FO-PoP封裝技術廣泛應用于移動設備、網絡通信、物聯網、汽車電子以及人工智能(AI)和高性能計算(HPC)領域。

目前華為和蘋果是僅有的量產FO-PoP封裝技術的兩家手機廠商,這種封裝用在麒麟9020上意味著中國大陸已經掌握了這種先進封裝技術。
我看楊長順和一些自媒體都在說這種技術和蘋果A系列芯片采用的是同一種技術,通過與一些產業朋友交流,其實麒麟9020的FO-PoP封裝和蘋果的還是有很大不同的。
1、DRAM疊層不同,蘋果由于配置較低的內存因此其芯片堆疊的DRAM層數沒有麒麟9020多。

2、麒麟9020使用的IPD模組(上圖中灰色方形模組)和蘋果的FO-PoP封裝使用的IPD模組種類不同。
3、從底部pad數量看,麒麟9020更多更密集,蘋果的要少很多。
所以從技術實現上來說,麒麟9020 FO-PoP封裝的難度更大,挑戰更多。
從FO-PoP封裝看中國半導體產業的進步!
Pura X搭載的麒麟9020芯片采用了創新的封裝技術,這其實代表了華為在芯片領域強大的技術積累和自主研發能力,并且具有很強的垂直整合能力,能夠根據其差異化的產品需求,選擇不同的先進技術,從而獲得強大的產品競爭力。
不知道大家注意到沒有?自從麒麟9000S在2023年獲得突破以后,海思在手機處理器研發上又進入到小步快走的節奏。不過這次迭代與以前大踏步式的工藝代際升級相比,是微創新升級。
如華為Pura 70系列搭載的麒麟9010實現了高達90%以上的國產化率,這不僅體現了華為的技術實力,也為中國半導體產業的自主可控發展樹立了標桿。
麒麟9010采用了華為完全自主設計的“泰山架構”,泰山架構引入了超線程技術,每個物理核心可同時處理兩個線程,有效提升了多任務處理能力,能更好地適應全新生產、供應條件下,消費者對終端智能手機涵蓋衣食住行、多任務的使用需要。
現在華為Pura X搭載的麒麟9020又在先進封裝上獲得了突破!雖然其他國產手機廠商也想獲得這個技術實現更有流暢的體驗,但是由于主芯片不能自研,加上封裝不能自主可控因此無法擁有這個先進封裝技術。
因為這種工藝,必須從基礎的裸芯片開始,高通、聯發科都只賣封裝好的成品,也不可能在封裝方式上配合去做這種定制 ,這件事必須是需要有全產業鏈垂直整合的能力才能實現,(這也能側面說明華為強大的自主、垂直整合能力)。
其實,除了FO-PoP封裝,華為還掌握了另外一種封裝技術,那就是HB-PoP封裝,它是一種高帶寬疊層封裝技術,主要用于高性能移動設備(如智能手機和平板電腦)的處理器和存儲器集成。也是通過將處理器芯片和存儲器芯片垂直堆疊在一起,實現了高集成度、高性能和小尺寸封裝。
這是目前的主流封裝技術,海思的多款芯片都采用這個封裝技術。
至此,華為已經展現出強大的自主、垂直整合能力–擁有鴻蒙操作系統、芯片自主架構,SOC設計以及系統生態,深厚的技術積累帶來多種的技術組合“武器庫”,可以根據識別到的系統和體驗的瓶頸和痛點,根據需要靈活采用適合的、匹配的封裝技術。
麒麟9020的 FO-PoP封裝就是一個具體的體現,除了有優秀的芯片設計能力之外,華為通過先進封裝技術實現了更好的使用體驗!我也體驗過華為Pura X感覺確實很絲滑流暢!
有了能力之后,華為未來的在芯片上的創新空間,可以說打開了一個新維度!想象一下,基于 FO-PoP封裝,現在實現了CPU和存儲的堆疊,未來,是不是可以實現更多器件的異構堆疊?例如將其他射頻模組、光學器件、電源模組等集成進來?那樣的芯片,已經超越了目前的SoC概念,然后針對不同的應用場景、使用痛點,通過不同的器件組合再次實現場景級的優化?—-這樣一來,組合式創新可以說讓華為升級到又一個新高度了!就是通過不同的新芯片架構、封裝就能實現一個可以場景化定制的芯片大超市!再加上華為自己的底層操作系統,想想都刺激!
前面說了,FO-PoP封裝的應用領域很廣可以應用到物聯網,人工智能高性能計算以及汽車電子等,試想一下,這個技術用如果延伸到高性能計算領域,是不是可以帶來我們在高性能計算處理器的性能大提升?

如果這個技術用在將要火爆的智能AR眼鏡上,是不是可以帶來更輕更薄更好的體驗?
另外,大家想想,要實現麒麟9020 FO-PoP封裝,必然是華為、海思還有一眾中國半導體公司齊心協力合作的結果,所以,麒麟9020的這個小小封裝代表著中國在先進封裝領域的一大進步!意味著這個技術已經完全自主可控!老張一直認為,來自系統端的需求才是推動半導體整體進步的重要推手,2023年Mate 60自研芯片實現了從0到1的突破,其實背后也是整個中國半導體產業鏈協同合作的結果,我們看到,在華為的推動下,整個中國的芯片制造水平都有了提升。
另外,過去幾年華為在美國極限打壓下頑強生存多路徑創新最后突破封鎖浴火重生也給我們半導體產業很大的啟示–那就是全方位,多路徑創新實現整體突破,我們現在擁有全球數量最多的半導體設備企業,它們在各個方向的上的創新如同點點星光匯聚,萬千維度的創新火種在混沌中交相輝映,終將熔鑄成破曉黑暗的新曙光!老張認為,在整機端需求的驅動下,我們的半導體產業將會以我們的創新方式實現整體進步!雖然半導體產業仍然面臨極限壓制,但是作為領軍企業之一,華為已經做出了突破卡脖子最好的示范,相信時間會給出最好的答案。(完)