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文章来历:山君说芯。
原文作者:山君说芯。
本文简略介绍了多芯片封装的概念、技能、工艺以及未来发展趋势。
多。芯片。封装技能(Multi-Chip Packaging, MCP)是现代。集成电路。(。IC。)范畴的一项要害技能,用于在一个封装中集成多个芯片或功用单元。这项技能经过空间的优化和功用的协同,大幅进步了器材的功用、带宽及动力功率,是未来高功用核算、。人工智能。、。通讯。等范畴的中心根底。
1. 多芯片封装的基本概念。
1.1 界说与中心思维。
多芯片封装是一种将多个芯片(逻辑芯片、存储芯片、。射频。芯片等)集成到一个封装体中的技能。它包含2.5D封装(经过硅中介层衔接)和3D封装(笔直堆叠芯片),完成更高的集成度和功用。
比方:能够将多芯片封装理解为建立“微型城市”:每个芯片是一个功用区域,经过“路途”(互连结构)衔接,完成高效协作。
1.2 优势。
进步功用:缩短芯片间。信号。传输途径,下降推迟和功耗。
节约空间:更小的封装体积适用于移动设备和高密度服务器。
模块化规划:便于不同功用芯片的灵敏组合,下降规划复杂性。
2. 要害技能要害。
2.1 先进基板。
先进基板是多。芯片封装。的物理载体,其功用直接决议信号传输的速度和功耗。当时技能要求先进基板的线宽/线距在1/1μm乃至更小,以满意高带宽和低功耗的需求。
当时缺口:美国工业链在先进基板制作方面落后于亚洲,特别是在精密距离从头布线层(RDL)技能上。
未来方针:HIR计划到2030年完成0.5/0.5μm线宽/线距。
2.2 互连技能。
芯片间互连是多芯片封装的中心应战。包含以下两种干流技能:
硅中介层(Interposer):供给高密度互连,支撑更大的带宽,但制作本钱高。
有机基板:本钱较低,但信号完整性和散热功用略差。
2.3 热办理。
封装功率密度的添加对热办理提出了更高要求。
应战:200-400W的热规划功耗(TDP)需求有用散热计划。
处理计划:引进先进的封装内热导资料、集成热界面资料(。TI。M)和液冷等技能。
2.4。 电源。传输。
高带宽需求使电源传输成为一大瓶颈。
问题:传统分立电源组件已无法满意封装内高功率密度要求。
处理方法:根据封装内电压调节器(I。VR。)的技能,使用电感和开关电容完成高效电源传输。
3. 工艺应战。
3.1 制作工艺。
多芯片封装的完成依靠。高精度。制作工艺,首要包含:
精密距离RDL制作:当时出资首要会集在亚洲,需求打破以完成更高的线宽/线距。
面板级封装(PLP):针对大尺度封装供给更高性价比的处理计划。
3.2 资料晋级。
多芯片封装需求新型资料的支撑:
中介层代替资料:如高密度陶瓷基板,具有更高热导率和。机械。强度。
封装资料:需求支撑更高的热导率和更低的。电阻。。
3.3 牢靠性。
堆叠芯片和细距离互连带来的机械应力、热膨胀失配需求处理封装长时间牢靠性问题。
4. 未来发展趋势。
4.1 小芯片(Chiplet)和异构集成。
小。芯片技能。将不同工艺节点、功用模块芯片进行集成。比较传统的单片规划,小芯片供给了更高的灵敏性和功用。
HBM3使用:如高带宽存储(HBM3)需求每通道4-6Gbps的数据速率,封装中的I/O数量快速增长,每个硅节点的HBM数量将添加1.4倍。
4.2 2.5D与3D封装的扩展。
2.5D封装:扩展EMIB技能,进步带宽密度并下降本钱。
3D封装:经过笔直堆叠完成更高的功用密度,但对热办理和制作精度提出更高要求。
4.3 高密度基板技能。
未来方针是将有机基板和面板级基板的功用进步到1/1μm以下,然后完成更低的电阻和更高的传输速度。
4.4 电源集成。
封装内电源集成技能将进一步优化,经过部分电压调节器和高效电源传输组件,支撑高功率使用。
5. 总结与展望。
多芯片封装技能已经成为集成电路工业的要害方向,其优势在于进步功用、节约空间和支撑多样化使用。但是,该技能仍面对基板制作、热办理、电源传输等多方面的应战,需求从资料、工艺、规划等多个维度进行继续立异。