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為什麽摩爾定律還能繼續?想不到是靠封裝技術!

浏览量:1830 发布日期:2020-10-20
物聯網、大數據和AI技術正在對芯片性能、功率、面積成本和上市時間(簡稱PPACt)提出新的要求,這些要求已經超出了經典摩爾定律的範圍。這催生了一種新的解決方案,其中一個關鍵技術是先進封裝,用於支撐異構設計和集成各種類似或不同芯片。設計者可以將各種節點和晶圓尺寸的CMOS芯片與其他功能(包括電源、射頻和光子學)集成。他們可以結合來自不同IDMs和晶圓廠的矽片來創建異構芯片、子系統或高度集成系統。簡而言之,它可以使設計和製造靈活性達到一個新水平,從而解決芯片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。最近在舊金山舉行的IEEE國際電子設備會議(IEDM)上舉行了一個傑出小組討論,由Applied Regina Freed主持,來自Facebook、IBM、英特爾、斯坦福大學和臺積電的專家參加了研討會。本文將重點介紹小組成員對異構設計和先進包裝的看法,並分享Applied在這一領域正在進行的一些創新工作,以幫助實現邏輯領域下一個十年的邏輯進步。


小組成員討論了可以從先進封裝中受益的兩大產業:雲計算和5G。超規模計算架構師正在尋找新的方法,以在恒定或較低的功耗下實現更高的性能。5G基礎設施和設備設計者還將信號完整性、尺寸、散熱和成本放在首位。


異構設計和高級封裝提供了超越2D擴展的新方法,以實現工程師所期望的優化。功能系統塊不需要應用最新節點,可以在成熟節點上製造,這使重用現有的邏輯設計成為可能。重用現有設計可以降低矽的成本,縮短設計時間,加快量產和面市時間,這是在有前景的新市場建立領導地位的關鍵因素。此外,先進的封裝可用於縮短芯片互連、減少寄生,從而顯著提高數據速率和整體性能。


英特爾高級首席工程師兼工藝與產品集成技術開發組主任Ramune Nagisetty在會議上表示:「我堅信先進的封裝技術將推動摩爾定律的發展。未來是先進封裝和可互操作芯片的規模專業化。我預測一個行業規模的生態系統將圍繞chiplet library的概念發展,在這個概念中,你可以將一個舊的技術節點替換為一個新的技術節點,例如在高速內核中。然後你可以在特定的節點中混合特定功能,比如電能傳輸,內存,或者特定類型的加速器(如GPU)。這基本上是把高度劃分芯片技術帶入先進的封裝領域。」


Applied在新加坡的先進封裝開發中心致力於使該行業能夠在異構集成方面取得突破。該工廠是世界上最先進的晶圓封裝實驗室之一,專註於開發晶圓級系統和工藝技術解決方案,以實現異構封裝集成的未來路線圖。


他們通過實現異構集成的基本「構建模塊」,即高級凹凸和微凹凸(1D)、細線重分布層(RDL-2D)、透矽通道(TSV-3D)和混合互連(HBI-3D)來實現這一目標。除了單元級流程之外,Applied及其合作夥伴正在為這些構建塊開發全流程解決方案,並通過內部設計的測試工具進行驗證。