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Chiplet在先进封装中的重要性

SSDFans 来源:SSDFans 2024-12-10 11:04 次阅读

Chiplet标志着半导体创新的新时代,封装是这个设计事业的内在组成部分。然而,虽然Chiplet和封装威廉希尔官方网站 携手合作,重新定义了芯片集成的可能性,但这种威廉希尔官方网站 合作并不是那么简单和直接。

芯片封装中,裸芯片封装在带有电触点的支撑盒中。外壳保护裸模免受物理伤害和腐蚀,并将芯片连接到PCB上。这种形式的芯片封装已经存在了几十年。

但由于摩尔定律的放缓和单片集成电路制造成本的增加,该行业开始采用先进的封装威廉希尔官方网站 ,如硅中间层。先进的封装也增加了成本,通常只有服务于高性能计算(HPC)应用的大型芯片才能负担得起。

此外,先进的封装解决方案还会增加设计的复杂性。例如,中间体需要一块额外的硅,这就限制了设计人员可以放在芯片上的空间。此外,硅中间层限制了系统级封装(system-in-package,简称SiP)的整体尺寸,从而降低了晶圆测试覆盖率。这反过来又会影响良率,增加总拥有成本,并延长生产周期。

Chiplet承诺更小的SiP占用空间和更低的功耗。换句话说,与先进的封装威廉希尔官方网站 相比,Chiplet可以在使用标准封装的情况下实现类似的带宽、能率和延迟。

Chiplet将单片集成电路分成多个功能块,将功能块重新构成单独的Chiplet,然后在封装级重新组装它们。但是Chiplet之间必须通过密集、快速和高带宽的连接进行通信。这就是它与封装微妙关系显现出来的地方。

标准封装还是高级封装?

EliyanCEO Ramin Farjadrad表示,Chiplet消除了先进封装的缺点和局限性。Eliyan等公司正在展示标准封装中的die-to-die实现。Farjadrad表示,这可以创建更大的SiP解决方案,以更低的成本和更高的良率实现更高的单功率性能。

Farjadrad开发了BoW(bunch of wires)chiplet系统,该系统后来被OCP采用作为互连标准。然而,现在业界正在围绕UCIe接口进行联合,该接口旨在通过开源设计标准化芯片之间的die-to-die互连。

UCIe联盟将chiplet市场分为两大类:标准的2D封装威廉希尔官方网站 和更先进的2.5D封装威廉希尔官方网站 ,如晶圆基板上的芯片(CoWoS)和嵌入式多晶片互连桥接(EMIB)。高级封装选项,如CoWoS和EMIB,提供更高的带宽和密度。

这证明了封装在chiplet设计中的关键作用,以及它如何影响chiplet的性能。以英特尔最近在其年度活动“创新2023”上展示的基于chiplet的UCIe连接测试芯片为例。该公司在英特尔3制程节点上制造芯片,并将其与在台积电N3E节点上制造的Synopsys UCIe IPchiplet配对。这两个chiplet通过英特尔的EMIB接口互连。

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Chiplet封装生态系统

不出所料,半导体行业开始看到封装和chiplet交叉的举措。首先,法拉第科技推出了2.5D/3D封装服务,声称可以促进多源chiplet的无缝集成。总部位于台湾新竹的法拉第正与晶圆厂和OSAT供应商密切合作,以确保在提供这些服务的同时满足产能、良率、质量、可靠性和生产计划要求。

其次,西门子EDA推出了一款面向多die架构的DFT解决方案,可在单个器件中垂直连接die(3D IC)或并排连接die(2.5D)。Tessent多模软件解决方案可以生成die-to-die的互连模式,并使用BSDL支持封装级测试。

根据Yole Intelligence计算和软件解决方案高级分析师John Lorenz的说法,采用chiplet方法进行IC设计的经济性与互连和封装解决方案的成本和成熟度密切相关。然而,虽然接口和互连威廉希尔官方网站 正在赢得人们的关注,但封装在chiplet设计中的作用却还没受到应有的关注。

这种情况可能会随着UCIe标准的出现而改变,该标准旨在在封装级别创建通用互连。它的目标是为chiplet提供一个充满活力的多供应商生态系统,因此半导体公司可以简单地从其他设计人员那里选择chiplet,并以最少的设计和验证工作将其集成到自己的设计中。

归根结底,chiplets将满足标准封装和先进封装解决方案的需求。在设计过程的早期阶段,设计工程师必须为他们的chiplet确定最佳的封装结构,以及die尺寸、衬底、凸距、功耗分析和热interwetten与威廉的赔率体系 等。

但有一点是明确的:封装威廉希尔官方网站 与芯片设计的未来有着内在的联系。当谈到chiplet封装时,没有放之四海而皆准的解决方案。

原文链接:

https://www.eetimes.com/how-the-worlds-of-chiplets-and-packaging-intertwine/

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原文标题:为什么先进封装需要Chiplet?

文章出处:【微信号:SSDFans,微信公众号:SSDFans】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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