Жетілдірілген орау - «Мурдан артық» дәуірінің технологиялық маңызды сәттерінің бірі.Әрбір технологиялық түйінде микросхемаларды миниатюризациялау қиындап, қымбатқа түскен сайын, инженерлер оларды қысқарту үшін күресудің қажеті болмас үшін бірнеше чиптерді жетілдірілген пакеттерге салуда.Бұл мақалада орауыштың озық технологиясында қолданылатын ең көп таралған 10 терминге қысқаша кіріспе берілген.
2.5D пакеттері
2.5D пакеті - бұл сызықты және кеңістікті тиімді пайдалануға мүмкіндік беретін дәстүрлі 2D IC орау технологиясының жетістігі.2.5D қаптамасында жалаңаш матрицалар қабаттастырылған немесе кремнийі арқылы аралық қабаттың үстіне (TSV) қатар орналастырылған.Негізгі немесе интерпозер қабаты чиптер арасындағы байланысты қамтамасыз етеді.
2.5D пакеті әдетте жоғары деңгейлі ASIC, FPGA, GPU және жад текшелері үшін пайдаланылады.2008 жылы Xilinx өзінің үлкен FPGA-ларын өнімділігі жоғары төрт кішірек чиптерге бөліп, оларды кремний интерпозер қабатына қосқанын көрді.Осылайша 2.5D пакеттері дүниеге келді және ақырында жоғары өткізу қабілеттілігі жады (HBM) процессорын біріктіру үшін кеңінен қолданылды.
2.5D пакетінің диаграммасы
3D қаптама
3D IC пакетінде логикалық қалып бірге немесе сақтау қалыбымен бірге жиналады, бұл үлкен чиптерді (SoCs) құру қажеттілігін болдырмайды.Қалып бір-бірімен белсенді интерпозитор қабаты арқылы қосылған, ал 2.5D IC пакеттері құрамдас бөліктерді интерпозитор қабатында жинақтау үшін өткізгіш бұдырларды немесе TSV-ді пайдаланады, 3D IC пакеттері TSV көмегімен компоненттерге кремний пластинкаларының бірнеше қабаттарын қосады.
TSV технологиясы 2.5D және 3D IC пакеттерінде де негізгі мүмкіндік беретін технология болып табылады және жартылай өткізгіш өнеркәсібі 3D IC пакеттерінде DRAM чиптерін шығару үшін HBM технологиясын пайдаланады.
3D пакетінің көлденең қимасы кремний чиптері арасындағы тік өзара байланыс металл мыс TSVs арқылы қол жеткізілетінін көрсетеді.
Чиплет
Чиплеттер - CMOS және CMOS емес құрамдастардың гетерогенді интеграциясына мүмкіндік беретін 3D IC қаптамасының басқа түрі.Басқаша айтқанда, олар пакеттегі үлкен SoC емес, чиплет деп аталатын кішірек SoC болып табылады.
Үлкен SoC-ті кішірек, кішірек чиптерге бөлу бір жалаңаш қалыпқа қарағанда жоғары кірістілік пен төмен шығындарды ұсынады.чиплеттер дизайнерлерге қандай технологиялық түйінді пайдалану керектігін және оны өндіру үшін қандай технологияны қолдану керектігін қарастырмай-ақ кең ауқымды IP артықшылықтарын пайдалануға мүмкіндік береді.Олар чипті жасау үшін кремний, шыны және ламинаттарды қоса алғанда кең ауқымды материалдарды пайдалана алады.
Чиплет негізіндегі жүйелер аралық қабаттағы бірнеше чиплеттерден тұрады
Fan Out пакеттері
Fan Out бумасында сыртқы енгізу/шығаруды қамтамасыз ету үшін «қосылу» чиптің бетінен желдетіледі.Ол пластинаны соғу, флюстеу, флип-чипті орнату, тазалау, түбін бүрку және қатайту сияқты процестерге қажеттілікті жоя отырып, қалыпқа толығымен енгізілген эпоксидті қалыптау материалын (EMC) пайдаланады.Сондықтан гетерогенді интеграцияны әлдеқайда жеңілдететін аралық қабат қажет емес.
Fan-out технологиясы басқа пакет түрлеріне қарағанда көбірек енгізу/шығару мүмкіндігі бар кішірек пакетті ұсынады және 2016 жылы Apple өзінің 16 нм қолданбалы процессоры мен мобильді DRAM құрылғысын iPhone үшін бір пакетке біріктіру үшін TSMC орау технологиясын пайдалана алған кезде технология жұлдызы болды. 7.
Желдеткіш қаптама
Желдеткіш вафли деңгейіндегі қаптама (FOWLP)
FOWLP технологиясы кремний чиптері үшін көбірек сыртқы қосылымдарды қамтамасыз ететін вафли деңгейіндегі қаптаманы (WLP) жақсарту болып табылады.Ол чипті эпоксидті қалыптау материалына салуды, содан кейін вафли бетінде жоғары тығыздықты қайта бөлу қабатын (RDL) салуды және қалпына келтірілген пластинаны қалыптастыру үшін дәнекерлеу шарларын қолдануды қамтиды.
FOWLP пакеті мен қолданбалы тақта арасындағы байланыстардың көп санын қамтамасыз етеді және субстрат штамптан үлкенірек болғандықтан, қалып қадамы шын мәнінде босаңсытады.
FOWLP бумасының мысалы
Гетерогенді интеграция
Жоғары деңгейлі жинақтарға бөлек өндірілген әртүрлі құрамдас бөліктерді біріктіру функционалдылықты арттырып, жұмыс сипаттамаларын жақсарта алады, сондықтан жартылай өткізгіш компоненттер өндірушілері әртүрлі технологиялық ағындары бар функционалдық құрамдастарды бір жинаққа біріктіре алады.
Гетерогенді интеграция пакеттегі жүйеге (SiP) ұқсас, бірақ бір субстратта бірнеше жалаңаш штамптарды біріктірудің орнына ол бір субстратта Чиплеттер түріндегі бірнеше IP-ді біріктіреді.Гетерогенді интеграцияның негізгі идеясы әртүрлі функциялары бар бірнеше компоненттерді бір пакетте біріктіру болып табылады.
Гетерогенді интеграциядағы кейбір техникалық құрылыс блоктары
HBM
HBM – стек ішіндегі және жад пен логикалық құрамдас бөліктер арасындағы деректер үшін өткізу қабілеттілігі жоғары арналарды қамтамасыз ететін стандартталған стек сақтау технологиясы.HBM бумалары стек жады өлшенеді және көбірек енгізу/шығару және өткізу қабілеттілігін жасау үшін оларды TSV арқылы біріктіреді.
HBM – қолданбалы процессорлармен, графикалық процессорлармен және SoC құрылғыларымен бірге пакеттегі DRAM құрамдастарының бірнеше қабаттарын тігінен біріктіретін JEDEC стандарты.HBM негізінен жоғары деңгейлі серверлер мен желілік чиптерге арналған 2.5D пакеті ретінде жүзеге асырылады.HBM2 шығарылымы енді бастапқы HBM шығарылымының сыйымдылығы мен сағат жиілігінің шектеулерін қарастырады.
HBM пакеттері
Аралық қабат
Интерпозер қабаты электр сигналдары көп чипті жалаңаш матрицадан немесе қаптамадағы тақтадан өтетін өткізгіш болып табылады.Бұл розеткалар немесе қосқыштар арасындағы электрлік интерфейс, сигналдарды одан әрі таратуға және сонымен қатар тақтадағы басқа розеткаларға қосылуға мүмкіндік береді.
Аралық қабат кремнийден және органикалық материалдардан жасалуы мүмкін және көп штамп пен тақта арасындағы көпір рөлін атқарады.Кремний интерпозер қабаттары - жоғары жұқа енгізу/шығару тығыздығы және TSV қалыптастыру мүмкіндіктері бар дәлелденген технология және 2.5D және 3D IC чиптерін қаптамада шешуші рөл атқарады.
Жүйенің бөлінген аралық қабатының типтік орындалуы
Қайта бөлу қабаты
Қайта бөлу қабатында қаптаманың әртүрлі бөліктері арасындағы электрлік қосылымдарды қамтамасыз ететін мыс қосылымдары немесе туралаулар бар.Бұл металл немесе полимерлі диэлектрлік материалдың қабаты, оны қаптамаға жалаңаш қалыппен салуға болады, осылайша үлкен чипсеттердің енгізу/шығару аралығын азайтады.Қайта тарату қабаттары 2.5D және 3D пакеттік шешімдерінің ажырамас бөлігіне айналды, олардағы чиптер аралық қабаттар арқылы бір-бірімен байланысуға мүмкіндік береді.
Қайта тарату қабаттарын қолданатын біріктірілген пакеттер
TSV
TSV 2,5D және 3D орау шешімдерін іске асырудың негізгі технологиясы болып табылады және кремний пластинасы арқылы тік өзара байланысты қамтамасыз ететін мыс толтырылған пластинка болып табылады.Ол электр қосылымын қамтамасыз ету үшін бүкіл матрица арқылы өтеді, матрицаның бір жағынан екінші жағына ең қысқа жолды құрайды.
Вафлидің алдыңғы жағынан белгілі бір тереңдікте саңылаулар немесе саңылаулар оюланады, содан кейін ол оқшауланады және өткізгіш материалды (әдетте мыс) салу арқылы толтырылады.Чип дайындалғаннан кейін, TSV қосылымын аяқтау үшін вафлиді және пластинаның артқы жағында орналасқан металды шығару үшін оның артқы жағынан жұқартылады.
Жіберу уақыты: 07.07.2023 ж