پیام فرستادن

اخبار

March 11, 2021

حرکت برای بسته بندی پیشرفته ایجاد می شود

صنعت نیمه هادی در تلاش است تا بسته بندی پیشرفته خود را افزایش دهد ، رویکردی که با طراحی تراشه های جدید و پیچیده در حال گسترش است.

کارخانه های ریخته گری ، OSAT و دیگران موج بعدی فناوری های پیشرفته بسته بندی مانند 2.5D / 3D ، chiplets و fan-out را تولید می کنند و آنها در حال توسعه فن آوری های عجیب و غریب بسته بندی هستند که نوید می دهد عملکرد را کاهش می دهد ، قدرت را کاهش می دهد و زمان را بهبود می بخشد بازار.هر نوع بسته متفاوت است ، با مبادله های مختلف.مانند گذشته ، ایده پشت بسته بندی پیشرفته این است که قالب های پیچیده را در یک بسته جمع کنید و یک طراحی در سطح سیستم ایجاد کنید.اما بسته بندی پیشرفته با چالش های فنی و هزینه ای روبرو است.

بسته بندی پیشرفته جدید نیست.سالهاست که این صنعت مونتاژ قالبها را به صورت بسته بندی انجام می دهد.اما بسته های پیشرفته معمولاً به دلیل هزینه برای برنامه های سطح بالاتر استفاده می شوند.

امروزه ، بسته به دلایل پیشرفته ، بسته بندی پیشرفته به گزینه ای مناسب تر برای توسعه طراحی تراشه پیچیده تبدیل شده است.به طور معمول ، برای پیشبرد یک طراحی ، صنعت یک سیستم بر روی تراشه (SoC) را با استفاده از مقیاس گذاری تراشه ایجاد می کند تا عملکردهای مختلف را بر روی یک قالب یکپارچه قرار دهد.اما مقیاس گذاری در هر گره دشوارتر و گران می شود و همه چیز از مقیاس گذاری سود نمی برد.

نمونه مورد: اینتل که مدتهاست طرفدار مقیاس تراشه است ، در روند تولید 10 نانومتری خود به دلیل اشکالات مختلف تولید با تأخیرهای زیادی روبرو شد.اینتل اکنون در حال افزایش طرح های 10 نانومتری خود است ، اما اخیراً 7 نانومتر در میان مشکلات عملکرد به تأخیر افتاده است.در حالی که شرکت وعده داده است که این مشکل را برطرف کرده و مقیاس تراشه خود را ادامه خواهد داد ، همچنین با افزایش تلاش های بسته بندی خود شرط بندی های خود را جبران می کند.

سامسونگ و TSMC ، دو تراشه ساز برتر دیگر ، با مقیاس تراشه در 5 نانومتر و بالاتر از آن پیش می روند.اما سامسونگ و TSMC ، و همچنین سایر کارخانه های ریخته گری ، در حال گسترش اقدامات بسته بندی خود هستند.و OSAT ها که خدمات بسته بندی شخص ثالث را ارائه می دهند ، همچنان به تولید بسته های پیشرفته جدید ادامه می دهند.

بسته بندی پیشرفته هر مشکلی را در طراحی تراشه حل نخواهد کرد.مقیاس گذاری تراشه همچنان به عنوان گزینه باقی مانده است.آنچه تغییر می کند ، این است که فناوری های جدید بسته بندی رقابتی تر هستند.

کیم یس ، مدیر اجرایی مواد WLP در Brewer Science ، گفت: "بسته بندی در واقع مرحله بعدی برای به انجام رساندن آنچه مورد نیاز است ، زمانی که ترجیح برای کوچک کردن گره گزینه صحیحی نیست.""معماری خلاق می تواند تولید با حجم بالا و بالایی از دستگاه های فعال و غیر فعال را به گونه ای بسته بندی کند که نتیجه عملکرد قوی تر و هزینه مالکیت کمتری داشته باشد."

هیچ نوع بسته ای نمی تواند پاسخگوی همه نیازها باشد."این انتخاب به برنامه بستگی دارد که مشخص می کند معماری بسته بندی چگونه خواهد بود.همه چیز درمورد آنچه می خواهید عملکرد باشد و فاکتور شکل مورد نیاز برای دستگاه نهایی است. "

بنابراین ، فروشندگان در حال توسعه انواع مختلفی هستند.در اینجا برخی از آخرین فن آوری ها وجود دارد:

ASE و TSMC با پل های سیلیکونی در حال توسعه فن آوری هستند.Fan-out برای تلفیق قالب ها در یک بسته استفاده می شود و پل ها اتصالات را از یک قالب به دیگری فراهم می کنند.
TSMC در حال توسعه پل های سیلیکونی برای 2.5D است که یک فناوری انباشته پیشرفته است.
چندین شرکت در حال تولید chiplet هستند ، راهی برای تلفیق قالب ها و اتصال آنها در یک بسته.اینتل و سایرین در حال توسعه مشخصات جدیدی برای اتصال قطعه قطعه (chiplet) به مرگ می باشند.
انجمن بین المللی نوری (OIF) در حال توسعه مشخصات جدیدی برای شمش های کوچک است که می تواند طراحی های جدید ارتباطی را امکان پذیر کند.

چرا بسته بندی
برای دهه ها ، تراشه سازان هر 18 تا 24 ماه یک فناوری فرآیند جدید با تراکم ترانزیستور بیشتر معرفی کردند.در این رکود ، فروشندگان تراشه های جدیدی را بر اساس این فرآیند معرفی کردند که دستگاه هایی با تراکم ترانزیستور بیشتر و محصولات الکترونیکی جدید با ارزش بیشتر را امکان پذیر می کند.

اما حفظ این فرمول در گره های پیشرفته دشوارتر می شود.تراشه ها با ویژگی های کوچکتر پیچیده تر شده اند و هزینه های طراحی و ساخت IC سر به فلک کشیده اند.در همان زمان ، ردیابی یک گره کاملاً مقیاس خورده از 18 ماه به 2.5 سال یا بیشتر رسیده است.

"اگر 45 نانومتر را با 5 نانومتر مقایسه کنید ، که امروز اتفاق می افتد ، ما شاهد افزایش 5 برابر هزینه ویفر هستیم.این به خاطر تعداد مراحل پردازش لازم برای ساخت آن دستگاه است. "گفت: بن راتساک ، معاون رئیس جمهور و معاون مدیر کل در TEL America.

به دلیل بالا رفتن هزینه های طراحی ، کمتر فروشنده ای توانایی تولید دستگاه های پیشرفته را دارد.بسیاری از تراشه ها به گره های پیشرفته نیاز ندارند.

اما بسیاری از طراحی ها هنوز به فرآیندهای پیشرفته نیاز دارند."اگر از قانون مور پیروی می کردید ، فکر می کنید مقیاس گذاری یا نوآوری متوقف می شود.راستش را بخواهید ، این درست نیست.میزان دستگاه ها و نحوه تکثیر آنها با سرعت زیادی در حال رشد است. ”

مقیاس گذاری گزینه ای برای طراحی های جدید باقی مانده است ، اگرچه بسیاری در جستجوی گزینه های دیگری مانند بسته بندی پیشرفته هستند.والتر نگ ، معاون توسعه تجارت در UMC ، گفت: "این جنبش باعث می شود تا مشتریان بیشتری در برنامه های بیشتری به جستجوی راه حل های جایگزین نسبت به راه حل های بزرگ و یک جانبه در سیلیکون گران قیمت لبه خونریزی بپردازند.""ما همیشه در جهتی حرکت خواهیم کرد که به عملکرد پیچیده تری نیاز داریم.این به طور معمول به معنی تراشه های بزرگتر است.ما همیشه با توانایی مهاجرت به گره بعدی فناوری ، که با همان چالش های هزینه و انرژی همراه است ، این کار را مدیریت کرده ایم.اکنون در نقطه ای هستیم که دیگر توانایی آن امکان پذیر نیست و راه حل های جایگزین به یک ضرورت تبدیل می شوند.راه حل های پیشرفته بسته بندی ، همراه با رویکردهای نوآورانه اتصال ، برخی از آن گزینه های جذاب را ارائه می دهند.اما باید توجه داشته باشیم که اقتصاد نهایی تراشه تعیین کننده اجرای نهایی خواهد بود. "

برای دهه ها ، بسته بندی یک فکر بعدی بود.این به سادگی یک قالب را محصور کرده است.و در جریان تولید ، تراشه سازان تراشه ها را روی ویفر موجود در پارچه پردازش می کنند.سپس ، تراشه ها در بسته های معمولی ساده به صورت قطعه بندی شده و مونتاژ می شوند.

بسته های معمولی بالغ و ارزان قیمت هستند ، اما عملکرد الکتریکی و تراکم اتصال آنها محدود است.آنجاست که بسته بندی پیشرفته در آن جای می گیرد. با ورودی / خروجی بیشتر در سیستم ها عملکرد بالاتر را امکان پذیر می کند.

2.5D در مقابل فن خروجی
انواع مختلف بسته بندی پیشرفته مانند 2.5D / 3D و فن دار در بازار موجود است.هر دو نوع به سمت عملکردهای بیشتر و I / Os حرکت می کنند و از قالب های بزرگتر و پیچیده پشتیبانی می کنند.

Fan-out یک فناوری بسته بندی در سطح ویفر است ، جایی که قالب ها در ویفر بسته بندی می شوند.در چشم انداز بسته بندی ، فن خنک کننده در فضای میان رده تا سطح بالا جای می گیرد.Amkor ، ASE ، JCET و TSMC بسته های فن دار را به فروش می رسانند.

در یک نمونه از فنآوری ، یک قالب DRAM روی یک تراشه منطقی در یک بسته انباشته می شود.این حافظه را به منطق نزدیکتر می کند و پهنای باند بیشتری را امکان پذیر می کند.

بسته های فن دار از لایه های قالب و توزیع مجدد (RDL) تشکیل شده است.RDL ها اتصالات فلزی مس هستند که به طور الکتریکی بخشی از بسته را به قسمت دیگر متصل می کنند.RDL ها با خط و فضا اندازه گیری می شوند ، که به عرض و گام یک ردیف فلزی اشاره دارند.

فن خروجی به دو بخش تقسیم می شود - استاندارد و چگالی بالا.با هدف استفاده در برنامه های کاربردی مصرف کننده و موبایل ، فن خروجی با تراکم استاندارد به عنوان بسته ای با کمتر از 500 I / Os و RDL بیشتر از 8μm خط و فضا تعریف می شود.با استفاده از برنامه های پیشرفته ، فن خروجی با چگالی بالا بیش از 500 I / Os با RDL های خط و فضای کمتر از 8μm دارد.

در سطح بالا ، فروشندگان در حال توسعه فن آوری با RDL ها در خط / فضا 2μm و فراتر از آن هستند.سندی ون ، مهندس ادغام فرآیند در کاونتور ، گفت: "برای مطابقت با پهنای باند و الزامات ورودی و خروجی امروز ، پهنای باند RDL و نیازهای زمین به طور فزاینده ای در حال کاهش هستند و به طور مشابه اتصالات BEOL با استفاده از پردازش داماسکن مس پردازش می شوند تا عرض های کوچکتر را پردازش کنند." ، یک شرکت تحقیقاتی لام ، در یک وبلاگ.

برای ساخت بسته های فن دار ، قالب ها با استفاده از یک ترکیب قالب اپوکسی در یک ساختار ویفر مانند قرار می گیرند.RDL ها تشکیل می شوند.قالب های فردی بریده می شوند و یک بسته را تشکیل می دهند.

Fan-out چالش هایی دارد.هنگامی که قالب ها در ترکیب قرار می گیرند ، می توانند در طول فرآیند حرکت کنند.این اثر ، تغییر شیفتگی نامیده می شود ، می تواند بر عملکرد تأثیر بگذارد.

در یک زمان ، ورود به سیستم در تعداد ورودی / خروجی محدود بود.اکنون ، فن خروجی با چگالی بالا به سمت تعداد ورودی / خروجی بالاتر رفته و به سرزمین سطح بالایی که 2.5D نگه داشته است ، حمله می کند.

2.5D یک تکنولوژی بسته بندی انباشته سطح بالا است.فن خروجی 2.5D را جابجا نمی کند.اما فن کردن از هزینه کمتری برخوردار است ، زیرا نیازی به اینترپوزر مانند 2.5D نیست.

با این وجود ، فن خروجی با چگالی بالا تراشه های بزرگتر و بزرگتری را که به بسته های بزرگتری نیاز دارند ، پشتیبانی می کند.به طور معمول ، جامعه بسته بندی در اینجا از اصطلاح "reticle" استفاده می کند.در تولید تراشه ، شبکه یا ماسک الگوی اصلی طراحی IC است.یک شبکه می تواند اندازه قالب تا حدود 858 میلی متر مربع را در خود جای دهد.اگر قالب بزرگتر باشد ، یک تراشه ساز تراشه را روی بیش از یک ریزه پردازش می کند.

به عنوان مثال ، یک تراشه بزرگ ممکن است به دو شبکه (دو برابر اندازه شبکه) نیاز داشته باشد.سپس ، در جریان تولید ، دو شبکه به طور جداگانه توسعه یافته و به هم دوخته می شوند ، که این یک فرآیند گران است.

در همین حال ، TSMC بسته های فن دار را با اندازه شبکه 1.5X ارسال می کند.داگلاس یو ، معاون رئیس اتصال و بسته بندی یکپارچه در TSMC ، گفت: "ما هدف قرار دادن اندازه ریتریک 1.7X در Q4 امسال داریم.""یک شبکه 2.5X با Q1 '21 واجد شرایط خواهد بود."

بسته های بزرگتر فن دار گزینه های جدیدی را به مشتریان ارائه می دهند.فرض کنیم شما بسته ای با حافظه پهنای باند بالا (HBM) می خواهید.در HBM ، قالب های DRAM روی هم انباشته می شوند و پهنای باند بیشتری را در سیستم ها امکان پذیر می کنند.

HBM عمدتا در بسته های گران قیمت و گران قیمت 2.5D یافت می شود.اکنون ، با اندازه های بزرگتر بسته ، ASE و TSMC در حال توسعه بسته های فن دار ارزان تر هستند که از HBM پشتیبانی می کنند.

گزینه های جدید دیگری نیز وجود دارد.ASE و TSMC با پل های سیلیکونی در حال توسعه فن آوری هستند.اینتل اولین شرکتی بود که پل های سیلیکونی را توسعه داد.پل در بسته بندی های سطح بالا یافت می شود ، یک قطعه کوچک از سیلیکون است که یک قالب را به یک بسته دیگر متصل می کند.پل ها به عنوان جایگزین ارزان تری نسبت به اینترپوزرهای 2.5D قرار گرفته اند.

پل ها نوید می دهند که قابلیت های جدیدی را به نمایش می گذارند.به عنوان مثال ، فن خروجی سنتی TSMC دارای زمین 40μm با 3 لایه RDL در خط / فضای 2μm-2μm است.فناوری (پل سیلیکونی TSMC) می تواند سطح زمین را به 25 میکرومتر کاهش دهد تا سطح تراشه را نجات دهد.خط RDL و فضای 0.4μm و 0.4μm تراکم اتصال بسیار بالاتری را فراهم می کند. "

در همین حال ، 2.5D از بین نمی رود.برخی در حال توسعه معماری های عظیم دستگاه با I / O بیشتر هستند.در حال حاضر ، 2.5D تنها گزینه در اینجا است.

در 2.5D ، قالب ها روی یک مخلوط کننده قرار می گیرند ، که شامل ویاس های سیلیکونی (TSV) است.اینترپوزر به عنوان پلی بین تراشه ها و یک برد عمل می کند ، که ورودی / خروجی و پهنای باند بیشتری را فراهم می کند.

در یک مثال ، یک فروشنده می تواند یک FPGA با چهار مکعب HBM را در خود جای دهد.فقط در یک مکعب ، جدیدترین فناوری HBM2E سامسونگ هشت DRAM کلاس 10 نانومتری 16 گیگابایتی را روی یکدیگر قرار می دهد.دیسک ها با استفاده از 40،000 TSV متصل می شوند و سرعت انتقال داده 3.2Gbps را امکان پذیر می کنند.

مانند فن خروجی ، 2.5D نیز در حال گسترش است.به عنوان مثال ، TSMC در حال توسعه یک پل سیلیکونی برای 2.5D است که گزینه های بیشتری به مشتریان می دهد.TSMC در حال آماده سازی نسخه شبکه 1.5X (4 HBM) با اندازه شبکه 3.0X (8 HBM) در تحقیق و توسعه است.

همه گفته شده است ، 2.5D همچنان گزینه ای برای سطح بالایی است ، اما طرفداران در حال کاهش فاصله است.بنابراین چگونه fan-out در برابر 2.5D قرار می گیرد؟در مقاله ای ، ASE - که فن آوری خود را FOCoS می نامد - دو نوع بسته فن دار خود را (تراشه اول و تراشه آخر) در مقایسه با 2.5D مقایسه می کند.هر بسته از ASIC و HBM تشکیل شده است.هدف این بود که مقایسه صفحه اصطکاک ، تنش دی الکتریک کم کیلوگرم ، استرس interposer / RDL ، قابلیت اطمینان مفصل و عملکرد حرارتی باشد.

وی-هونگ لای از ASE در این مقاله گفت: "صفحه اصلی دو نوع بسته FOCoS به دلیل عدم تطابق کوچکتر CTE بین لایه ترکیبی و بستر انباشته ، کمتر از 2.5D است.""فشار کم K) FOCoS برای تراشه اول و تراشه آخر کمتر از 2.5D است."

مس اتصال 2.5D از تنش کمتری برخوردار بود.لای گفت: "2.5 F ، تراشه های اول FOCoS و تراشه های آخر FOCoS دارای عملکرد حرارتی مشابه هستند و همه آنها برای برنامه های با قدرت بالا به اندازه کافی خوب هستند."

گزینه های بیشتر — چیپل ، SiP
علاوه بر 2.5D و فن خروجی ، مشتریان همچنین می توانند یک بسته پیشرفته پیشرفته تهیه کنند.گزینه ها شامل 3D-IC ، تراشه ، ماژول های چند تراشه (MCM) و سیستم در بسته (SiP) هستند.از نظر فنی ، اینها انواع بسته ای نیستند.آنها معماری ها یا روش هایی هستند که برای تهیه یک بسته سفارشی استفاده می شوند.

طبق ASE ، SiP یک بسته یا ماژول سفارشی است که از یک سیستم الکترونیکی عملکردی یا زیر سیستم تشکیل شده است.SiP شامل مجموعه ای از فناوری ها در یک جعبه ابزار است که ممکن است شامل دستگاه های مختلف ، پسیوها و طرح های اتصال متقابل باشد.با انتخاب از بین این گزینه ها ، مشتری می تواند بسته سفارشی SiP را متناسب با نیازهای آن تهیه کند.

Chiplets گزینه دیگری است.با تراشه ها ، یک تراشه ساز ممکن است منویی از قالب های مدولار یا تراشه در کتابخانه داشته باشد.Chiplet ها می توانند عملکردهای مختلفی در گره های مختلف داشته باشند.مشتریان می توانند تراشه ها را مخلوط و مطابقت دهند و با استفاده از یک طرح اتصال به مرگ از بین ببرند.

به طور بالقوه ، تراشه ها می توانند یک مشکل اساسی را حل کنند.در گره های پیشرفته ، قالب یکپارچه بزرگ و گران است.با استفاده از تراشه ، مشتریان می توانند قالب بزرگتر را به قطعات كوچكتر تقسیم كنند ، در نتیجه هزینه را كاهش داده و باعث افزایش بازده می شوند."جان وردامان" رئیس TechSearch International گفت: "ما دوست داریم بگوییم که یک قطعه کوچک یک قطعه قالب را به قطعات تقسیم می کند و سپس قطعات را تولید می کند ، اما آنها هنوز هم به عنوان یک قالب واحد عمل می کنند."

فواید دیگری نیز دارد."در نهایت ، فن آوری های بسته بندی در مورد افزایش چگالی و کاهش قدرت است ، به chiplet ها اجازه می دهد تا در بسته ای با عملکرد متصل شوند که مطابق با عملکرد یک SoC یکپارچه باشد یا از آن فراتر رود.از مزایای این روش می توان به هزینه کمتر ، انعطاف پذیری بیشتر و زمان سریعتر برای بازاریابی اشاره کرد. "Ramune Nagisetty ، مدیر فرآیند و ادغام محصولات اینتل ، در ارائه اخیر خود گفت.

با استفاده از رویکرد chiplet ، فروشندگان می توانند 3D-IC یا MCM تولید کنند.MCM ها قالب ها را ادغام می کنند و آنها را در یک ماژول متصل می کنند.یک 3D-IC می تواند به اشکال مختلف موجود باشد.این ممکن است شامل انباشت منطق روی حافظه یا منطق منطق در یک بسته باشد.

اینتل ، برای نمونه ، معماری های مختلفی مانند chiplet را توسعه داده است.این شرکت قطعاتی را در داخل برای توسعه این معماری ها در نظر گرفته است ، از جمله بلوک های IP خاص خود ، پل های سیلیکون و یک فناوری اتصال به مرگ.

آخرین اخبار شرکت حرکت برای بسته بندی پیشرفته ایجاد می شود  0

شکل 1: فناوری های 2.5D و 3D با استفاده از فناوری Bridge و Foveros اینتل.منبع: اینتل

اتصال مرگ به مرگ حیاتی است.این یک بسته به یک مرگ به دیگری می پیوندد.هر قالب شامل یک بلوک IP با یک رابط فیزیکی است.یک قالب با یک رابط مشترک می تواند از طریق یک سیم کوتاه برای اتصال به دیگری متصل شود.

این صنعت در حال توسعه چندین فناوری رابط مرگ به مرگ است - اتوبوس رابط پیشرفته (AIB) ، دسته سیم (BoW) ، CEI-112G-XSR و OpenHBI.

گروه Open Domain-Specific Architecture (ODSA) دو مورد از این رابط ها را توسعه می دهد - BoW و OpenHBI.OpenHBI یک فناوری اتصال به مرگ است که از استاندارد HBM مشتق شده است.BoW از بسته های مختلف پشتیبانی می کند.هر دو در تحقیق و توسعه هستند.

به فناوری مرگ و میر اینتل AIB گفته می شود.اینتل همچنین در حال توسعه تراشه ها یا کاشی های سازگار با AIB است.این شرکت 10 کاشی با 10 کاشی دیگر مانند گیرنده های گیرنده ، مبدل های داده ، فوتونیک سیلیکون و شتاب دهنده های یادگیری ماشین تولید کرده است.

در حالی که اینتل همچنان به تولید قطعات برای تولید تراشه ادامه می دهد ، سایر سازندگان دستگاه نیز می توانند فناوری AIB را بدست آورند و با استفاده از IP شخص ثالث خود و یا معماری های مشابه را توسعه دهند.

اینتل برای محصولات داخلی خود به AIB دسترسی دارد.AIB همچنین به عنوان یک فناوری منبع آزاد و بدون حق امتیاز برای اشخاص ثالث در وب سایت CHIPS Alliance ارائه می شود.

نسخه جدید AIB در دست کار است.اتحادیه CHIPS Alliance ، یک کنسرسیوم صنعتی ، اخیراً مشخصات پیش نویس AIB نسخه 2.0 را منتشر کرده است.تراکم پهنای باند لبه AIB 2.0 بیش از شش برابر AIB 1.0 است.

اگرچه برای اکثر شرکت ها ، توسعه معماری های chiplet مانند یک چالش اساسی است.توانایی به دست آوردن تراشه های قابل آزمایش و آزمایش شده از فروشندگان مختلف هنوز یک مدل اثبات نشده است.

در اینجا یک راه حل وجود دارد.به عنوان مثال ، Blue Cheetah Analog Design در حال تولید ژنراتوری برای AIB است.تولید کننده بلوک های سفارشی آماده AIB را در فرایندهای مختلف امکان پذیر می کند.کریشنا ستتالوری ، مدیر عامل یوزپلنگ آبی ، گفت: "با تولید بلوک های سفارشی با سرعت دکمه ها ، تولیدکنندگان یوزپلنگ آبی زمان و بازار را برای تولید IP آماده آماده سازی نوار کاهش می دهند."

این همه مشکلات را حل نمی کند.برای یک چیز ، چیپلت ها به قالب های شناخته شده خوبی احتیاج دارند.اگر یک یا چند قالب در پشته معیوب باشد ، کل بسته ممکن است خراب شود.بنابراین فروشندگان به یک استراتژی تولید صدا با کنترل فرآیند خوب نیاز دارند.

تیم Skunes ، معاون رئیس تحقیق و توسعه در CyberOptics ، گفت: "از آنجا كه فرآیندهای پیشرفته بسته بندی با ویژگی های كوچكتر پیچیده تر شده اند ، نیاز به كنترل موثر فرآیند همچنان در حال افزایش است.""با توجه به اینكه این فرآیندها از قالب خوب گران قیمت استفاده می كنند ، هزینه خرابی زیاد است."

چیپلت بیشتر
برای بسته های پیشرفته ، فروشندگان از طرح های اتصال متقابل موجود استفاده می کنند.در بسته بندی ها ، قالب ها با استفاده از میکرولبومس ها و ستون ها روی هم چیده و بهم متصل می شوند.برجستگی ها / ستون ها اتصال الکتریکی کوچک و سریعی را بین دستگاه های مختلف ایجاد می کنند.

پیشرفته ترین میکرو آلبوم ها / ستون ها ، ساختارهای ریزی با زمین های 40 میکرومتر تا 36 میکرومتر هستند.برجستگی ها / ستون ها با استفاده از تجهیزات مختلف ساخته می شوند.سپس ، قالب ها با استفاده از اتصال دهنده ویفر روی هم چیده و پیوند می خورند.

برای این منظور ، صنعت از اتصال فشرده سازی حرارتی (TCB) استفاده می کند.یک اتصال دهنده TCB یک قالب را برمی دارد و دست اندازها را با آنهایی که از قالب دیگری هستند تراز می کند.

TCB یک روند آهسته است.به علاوه ، برجستگی ها / ستون ها در حال نزدیک شدن به حد فیزیکی خود هستند ، جایی در حدود زمین های 20μm.

آنجاست که فناوری جدیدی به نام پیوند هیبریدی متناسب است. هنوز در تحقیق و توسعه برای بسته بندی ، دسته پیوندهای هیبریدی و پیوندها با استفاده از اتصالات اتصال مس به مس از بین می روند.با پهنای باند بیشتری نسبت به روشهای موجود پشته سازی و اتصال پهنای باند فراهم می کند.

کارخانه های ریخته گری در حال توسعه پیوند ترکیبی برای بسته بندی پیشرفته هستند.TSMC ، برای اولین بار ، در حال کار بر روی یک فناوری به نام System on Integrated Chip (SoIC) است.با استفاده از اتصال ترکیبی ، SoIC TSMC معماری تراشه های سه بعدی را در زمین های زیر 10μm امکان پذیر می کند.

اخیراً ، TSMC نقشه راه SoIC خود را فاش کرد.تا پایان سال ، SoIC با مدارهای باند 9μm و پس از آن 6μm در اواسط 2021 و 4.5μm در اوایل 2023 راه اندازی می شود.

انتقال پیوند هیبریدی از آزمایشگاه به پارچه یک فرآیند ساده نیست.استفان هیبرت گفت: "چالش های عمده فرآیند پیوند ترکیبی مس شامل کنترل نقص سطح برای جلوگیری از خلأ ، کنترل سطح پروفیل سطح نانومتر برای پشتیبانی از تماس پد پیوند هیبریدی قوی و کنترل ترازبندی لنت های مس در قالب بالا و پایین است." مدیر ارشد بازاریابی در KLA.

در همین حال ، دیگران نیز در حال تولید chiplets هستند.به عنوان مثال ، در صنعت ارتباطات ، OEM ها SoC های بزرگ سوئیچ اترنت را در سیستم ها گنجانده اند.SoC از یک سوئیچ اترنت و یک SerDes در همان تراشه تشکیل شده است.

ناتان تریسی ، تکنسین فناوری و مدیر استاندارد صنعت در TE Connectivity گفت: "هرچه ما به سرعت بالاتری می رویم و لیتوگرافی به هندسه های ریزتر می رود ، ساختارهای آنالوگ و دیجیتال یکسان نیستند."تریسی همچنین رئیس OIF است.

"اگر شما سوئیچ دارید ، آن یک بخش دیجیتالی دارد.سپس ، SerDes دارید ، یک serializer / deserializer که ورودی / خروجی تراشه را فراهم می کند.این یک ساختار آنالوگ است.مقیاس خوبی ندارد ، ”تریسی گفت.

همانطور که سیستم ها به سمت سرعت داده های سریعتر حرکت می کنند ، SerDes فضای زیادی را اشغال می کند.بنابراین در برخی موارد ، عملکرد SerDes از قالب بزرگتر جدا شده و به قالب یا تراشه کوچکتر تقسیم می شود.

سپس ، همه قالب ها در MCM ادغام می شوند.تراشه سوئیچ بزرگ در وسط قرار دارد که با چهار تراشه کوچک ورودی / خروجی احاطه شده است.

اینجاست که استانداردها در این جا جای می گیرد.OIF در حال توسعه فناوری به نام CEI-112G-XSR است.XSR تراشه ها و موتورهای نوری را در MCM متصل می کند.

نتیجه
واضح است که بسته بندی پیشرفته یک بازار دیوانه وار است و تعداد گزینه های جدید رو به رشد است.

این برای مشتریان مهم است.قالب های یکپارچه با مقیاس تراشه از بین نمی روند.اما در هر نوبت سخت و گران می شود. (از مارک لاپدوس)

اطلاعات تماس