先进集成电路封装技术是“超越摩尔定律”上突出的技术亮点。在每个节点上,芯片微缩将变得越来越困难,越来越昂贵,工程师们正在把多个芯片放入先进的封装中,作为芯片缩放的替代方案。
然而,虽然先进的集成电路封装正在迅速发展,设计工程师和工程管理人员必须跟上这一关键技术的步伐。首先,让我们了解高级IC封装中不断出现的基本术语。
以下是在下一代IC封装技术中使用的10个最常见的术语的简要概述:
2.5 D封装
在2.5D的封装中,模具被堆放或并排放置在一个隔片的顶部,基于硅通孔(TSV)。基座是一个交互器,提供芯片之间的连接。作为传统2D IC封装技术的一个增量步骤,2.5D封装使更细的线条和空间成为可能。
2.5D封装通常用于ASIC、FPGA、GPU和内存立方体。2008年,Xilinx将其大型FPGA划分为4个更小、产量更高的芯片,并将这些芯片连接到一个硅接口上。2.5D封装就此诞生,并最终在高带宽内存(HBM)处理器集成中流行起来。
3D堆叠封装
在3D IC封装中,逻辑模块堆叠在内存模块上,而不是创建一个大型的系统片上(SoC),并且模块通过一个主动交互器连接。与2.5D封装通过导电凸起或TSV将组件堆叠在交互器上不同,3D封装采用多层硅晶片与使用TSV的组件一起嵌入。
TSV是2.5D和3D集成电路封装技术中的关键实现技术。半导体行业一直在使用HBM技术将DRAM封装在3D IC中。
Cu TSV在Si芯片间垂直互连的使用
Intel的Lakefield的FOVEROS是3D封装典型例子,他们把硅片有逻辑的叠加在一起,也兼容常见的PoP封装内存,此外还有Co-EMIB,彻底混合EMIB和FOVEROS。
Chiplet
Chiplet是另一种3D IC封装形式,可使CMOS设备与非CMOS设备实现异构集成。换句话说,它们是更小的SoC,中文的意思就是小芯片。这是将复杂功能进行分解,然后开发出多种具有单一特定功能,可相互进行模块化组装的“小芯片”,如实现数据存储、计算、信号处理、数据流管理等功能,并最终以此为基础,建立一个“小芯片”的芯片网络。
这分解芯片的想法可以提高产量和比单片模具更低的成本。Chiplets允许设计者利用各种各样的IP而不必考虑它们是在哪个节点或技术上制造;它们可以在硅、玻璃和层压板等多种材料上建造。
Fan-Out扇出封装
Fan-Out封装是使用环氧模具复合材料完全嵌入模具,这样就省去了晶片碰撞、熔炼、倒装芯片组装、清洗、下填分配和固化等工艺流程。扇出封装的连接在芯片表面呈扇形展开,以方便