最近看了杨长顺拆解华为Pura X的视频,发现麒麟9020一个很有意思的小细节:拆解发现Pura X的这颗麒麟处理器,首次封装了集成内存芯片,从侧视图上可以清楚地看到底部的CPU、顶部的内存,在显微镜下,新麒麟CPU的焊点饱满圆润,走线清晰笔直,做工精美堪称艺术品,充分展现了成熟精湛的国产化工艺水平。


这种封装技术叫FO-PoP(Fan-Out Package on Package扇出型堆叠封装)技术,它的高集成度不但可以节省手机内部空间,还可以大大提升CPU与内存之间的传输效率,进而显著改善性能,还有利于散热。
相比目前手机行业主流的HB-POP封装,FO-PoP是一种适用于对集成度、密度、轻薄有更高要求的封装技术,具有成本高、密度高的特点,主要用于实现逻辑芯片(如处理器)和存储芯片的高性能、高密度集成。
FO-PoP相比传统封装技术具有以下显著优势:
更薄的封装外形:相比传统的基于基板的PoP封装,FO-PoP非常适合对尺寸敏感的移动设备,所以这次华为的新折叠华为Pura X的麒麟9020就采用了这个技术,目的是让手机更轻薄。
更高的电气性能:FO-PoP能够实现更高的互连密度和更低的延迟,带宽密度可提高8倍。
更好的热性能:由于无需使用基板,FO-PoP的热性能更优,能够更好地满足高性能计算和网络通信的需求。
更高的集成度:支持多种芯片的异构集成,如应用处理器、存储器、封装天线等。
FO-PoP封装技术广泛应用于移动设备、网络通信、物联网、汽车电子以及人工智能(AI)和高性能计算(HPC)领域。

目前华为和苹果是仅有的量产FO-PoP封装技术的两家手机厂商,这种封装用在麒麟9020上意味着中国大陆已经掌握了这种先进封装技术。
我看杨长顺和一些自媒体都在说这种技术和苹果A系列芯片采用的是同一种技术,通过与一些产业朋友交流,其实麒麟9020的FO-PoP封装和苹果的还是有很大不同的。
1、DRAM叠层不同,苹果由于配置较低的内存因此其芯片堆叠的DRAM层数没有麒麟9020多。

2、麒麟9020使用的IPD模组(上图中灰色方形模组)和苹果的FO-PoP封装使用的IPD模组种类不同。
3、从底部pad数量看,麒麟9020更多更密集,苹果的要少很多。
所以从技术实现上来说,麒麟9020 FO-PoP封装的难度更大,挑战更多。
从FO-PoP封装看中国半导体产业的进步!
Pura X搭载的麒麟9020芯片采用了创新的封装技术,这其实代表了华为在芯片领域强大的技术积累和自主研发能力,并且具有很强的垂直整合能力,能够根据其差异化的产品需求,选择不同的先进技术,从而获得强大的产品竞争力。
不知道大家注意到没有?自从麒麟9000S在2023年获得突破以后,海思在手机处理器研发上又进入到小步快走的节奏。不过这次迭代与以前大踏步式的工艺代际升级相比,是微创新升级。
如华为Pura 70系列搭载的麒麟9010实现了高达90%以上的国产化率,这不仅体现了华为的技术实力,也为中国半导体产业的自主可控发展树立了标杆。
麒麟9010采用了华为完全自主设计的“泰山架构”,泰山架构引入了超线程技术,每个物理核心可同时处理两个线程,有效提升了多任务处理能力,能更好地适应全新生产、供应条件下,消费者对终端智能手机涵盖衣食住行、多任务的使用需要。
现在华为Pura X搭载的麒麟9020又在先进封装上获得了突破!虽然其他国产手机厂商也想获得这个技术实现更有流畅的体验,但是由于主芯片不能自研,加上封装不能自主可控因此无法拥有这个先进封装技术。
因为这种工艺,必须从基础的裸芯片开始,高通、联发科都只卖封装好的成品,也不可能在封装方式上配合去做这种定制 ,这件事必须是需要有全产业链垂直整合的能力才能实现,(这也能侧面说明华为强大的自主、垂直整合能力)。
其实,除了FO-PoP封装,华为还掌握了另外一种封装技术,那就是HB-PoP封装,它是一种高带宽叠层封装技术,主要用于高性能移动设备(如智能手机和平板电脑)的处理器和存储器集成。也是通过将处理器芯片和存储器芯片垂直堆叠在一起,实现了高集成度、高性能和小尺寸封装。
这是目前的主流封装技术,海思的多款芯片都采用这个封装技术。
至此,华为已经展现出强大的自主、垂直整合能力--拥有鸿蒙操作系统、芯片自主架构,SOC设计以及系统生态,深厚的技术积累带来多种的技术组合“武器库”,可以根据识别到的系统和体验的瓶颈和痛点,根据需要灵活采用适合的、匹配的封装技术。
麒麟9020的 FO-PoP封装就是一个具体的体现,除了有优秀的芯片设计能力之外,华为通过先进封装技术实现了更好的使用体验!我也体验过华为Pura X感觉确实很丝滑流畅!
有了能力之后,华为未来的在芯片上的创新空间,可以说打开了一个新维度!想象一下,基于 FO-PoP封装,现在实现了CPU和存储的堆叠,未来,是不是可以实现更多器件的异构堆叠?例如将其他射频模组、光学器件、电源模组等集成进来?那样的芯片,已经超越了目前的SoC概念,然后针对不同的应用场景、使用痛点,通过不同的器件组合再次实现场景级的优化?----这样一来,组合式创新可以说让华为升级到又一个新高度了!就是通过不同的新芯片架构、封装就能实现一个可以场景化定制的芯片大超市!再加上华为自己的底层操作系统,想想都刺激!
前面说了,FO-PoP封装的应用领域很广可以应用到物联网,人工智能高性能计算以及汽车电子等,试想一下,这个技术用如果延伸到高性能计算领域,是不是可以带来我们在高性能计算处理器的性能大提升?

如果这个技术用在将要火爆的智能AR眼镜上,是不是可以带来更轻更薄更好的体验?
另外,大家想想,要实现麒麟9020 FO-PoP封装,必然是华为、海思还有一众中国半导体公司齐心协力合作的结果,所以,麒麟9020的这个小小封装代表着中国在先进封装领域的一大进步!意味着这个技术已经完全自主可控!老张一直认为,来自系统端的需求才是推动半导体整体进步的重要推手,2023年Mate 60自研芯片实现了从0到1的突破,其实背后也是整个中国半导体产业链协同合作的结果,我们看到,在华为的推动下,整个中国的芯片制造水平都有了提升。
另外,过去几年华为在美国极限打压下顽强生存多路径创新最后突破封锁浴火重生也给我们半导体产业很大的启示--那就是全方位,多路径创新实现整体突破,我们现在拥有全球数量最多的半导体设备企业,它们在各个方向的上的创新如同点点星光汇聚,万千维度的创新火种在混沌中交相辉映,终将熔铸成破晓黑暗的新曙光!老张认为,在整机端需求的驱动下,我们的半导体产业将会以我们的创新方式实现整体进步!虽然半导体产业仍然面临极限压制,但是作为领军企业之一,华为已经做出了突破卡脖子最好的示范,相信时间会给出最好的答案。(完)