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为什么摩尔定律还能继续?想不到是靠封装技术!

浏览量:218 发布日期:2020-10-20
物联网、大数据和AI技术正在对芯片性能、功率、面积成本和上市时间(简称PPACt)提出新的要求,这些要求已经超出了经典摩尔定律的范围。这催生了一种新的解决方案,其中一个关键技术是先进封装,用于支撑异构设计和集成各种类似或不同芯片。设计者可以将各种节点和晶圆尺寸的CMOS芯片与其他功能(包括电源、射频和光子学)集成。他们可以结合来自不同IDMs和晶圆厂的硅片来创建异构芯片、子系统或高度集成系统。简而言之,它可以使设计和制造灵活性达到一个新水平,从而解决芯片PPACt。
最近在旧金山举行的IEEE国际电子设备会议(IEDM)上举行了一个杰出小组讨论,由Applied Regina Freed主持,来自Facebook、IBM、英特尔、斯坦福大学和台积电的专家参加了研讨会。本文将重点介绍小组成员对异构设计和先进包装的看法,并分享Applied在这一领域正在进行的一些创新工作,以帮助实现逻辑领域下一个十年的逻辑进步。

小组成员讨论了可以从先进封装中受益的两大产业:云计算和5G。超规模计算架构师正在寻找新的方法,以在恒定或较低的功耗下实现更高的性能。5G基础设施和设备设计者还将信号完整性、尺寸、散热和成本放在首位。

异构设计和高级封装提供了超越2D扩展的新方法,以实现工程师所期望的优化。功能系统块不需要应用最新节点,可以在成熟节点上制造,这使重用现有的逻辑设计成为可能。重用现有设计可以降低硅的成本,缩短设计时间,加快量产和面市时间,这是在有前景的新市场建立领导地位的关键因素。此外,先进的封装可用于缩短芯片互连、减少寄生,从而显著提高数据速率和整体性能。

英特尔高级首席工程师兼工艺与产品集成技术开发组主任Ramune Nagisetty在会议上表示:“我坚信先进的封装技术将推动摩尔定律的发展。未来是先进封装和可互操作芯片的规模专业化。我预测一个行业规模的生态系统将围绕chiplet library的概念发展,在这个概念中,你可以将一个旧的技术节点替换为一个新的技术节点,例如在高速内核中。然后你可以在特定的节点中混合特定功能,比如电能传输,内存,或者特定类型的加速器(如GPU)。这基本上是把高度划分芯片技术带入先进的封装领域。”

Applied在新加坡的先进封装开发中心致力于使该行业能够在异构集成方面取得突破。该工厂是世界上最先进的晶圆封装实验室之一,专注于开发晶圆级系统和工艺技术解决方案,以实现异构封装集成的未来路线图。

他们通过实现异构集成的基本“构建模块”,即高级凹凸和微凹凸(1D)、细线重分布层(RDL-2D)、透硅通道(TSV-3D)和混合互连(HBI-3D)来实现这一目标。除了单元级流程之外,Applied及其合作伙伴正在为这些构建块开发全流程解决方案,并通过内部设计的测试工具进行验证。