Mae pecynnu uwch yn un o uchafbwyntiau technolegol y cyfnod 'Mwy na Moore'.Wrth i sglodion ddod yn fwyfwy anodd a drud i'w miniatureiddio ym mhob nod proses, mae peirianwyr yn rhoi sglodion lluosog mewn pecynnau uwch fel nad oes raid iddynt ei chael hi'n anodd eu crebachu mwyach.Mae'r erthygl hon yn rhoi cyflwyniad byr i 10 o'r termau mwyaf cyffredin a ddefnyddir mewn technoleg pecynnu uwch.
pecynnau 2.5D
Mae'r pecyn 2.5D yn ddatblygiad o dechnoleg pecynnu 2D IC traddodiadol, gan ganiatáu ar gyfer defnydd manylach o linellau a gofod.Mewn pecyn 2.5D, mae marw moel yn cael ei bentyrru neu ei osod ochr yn ochr ar ben haen rhyngosod gyda silicon trwy vias (TSVs).Mae'r sylfaen, neu haen interposer, yn darparu cysylltedd rhwng y sglodion.
Defnyddir y pecyn 2.5D fel arfer ar gyfer ASICs pen uchel, FPGAs, GPUs a chiwbiau cof.Yn 2008 rhannodd Xilinx ei FPGAs mawr yn bedwar sglodyn llai gyda chynnyrch uwch ac yn cysylltu'r rhain â'r haen rhyngosodwr silicon.Ganwyd pecynnau 2.5D felly ac yn y pen draw fe'u defnyddiwyd yn eang ar gyfer integreiddio prosesydd cof lled band uchel (HBM).
Diagram o becyn 2.5D
Pecynnu 3D
Mewn pecyn IC 3D, mae marw rhesymeg yn cael ei bentyrru gyda'i gilydd neu gyda marw storio, gan ddileu'r angen i adeiladu System-on-Chips (SoCs) mawr.Mae'r marw wedi'i gysylltu â'i gilydd gan haen rhyngosodwr gweithredol, tra bod pecynnau IC 2.5D yn defnyddio bumps dargludol neu TSVs i bentyrru cydrannau ar yr haen rhyngosodwr, mae pecynnau IC 3D yn cysylltu haenau lluosog o wafferi silicon i gydrannau gan ddefnyddio TSVs.
Technoleg TSV yw'r dechnoleg alluogi allweddol mewn pecynnau IC 2.5D a 3D, ac mae'r diwydiant lled-ddargludyddion wedi bod yn defnyddio technoleg HBM i gynhyrchu sglodion DRAM mewn pecynnau IC 3D.
Mae golwg trawsdoriadol o'r pecyn 3D yn dangos bod y rhyng-gysylltiad fertigol rhwng sglodion silicon yn cael ei gyflawni trwy TSVs copr metelaidd.
Sglawd
Mae sglodion yn fath arall o becynnu 3D IC sy'n galluogi integreiddio heterogenaidd o gydrannau CMOS a di-CMOS.Mewn geiriau eraill, maent yn SoCs llai, a elwir hefyd yn sglodion, yn hytrach na SoCs mawr mewn pecyn.
Mae torri SoC mawr yn sglodion llai, llai yn cynnig cynnyrch uwch a chostau is nag un dis noeth.mae sglodion yn galluogi dylunwyr i fanteisio ar ystod eang o eiddo deallusol heb orfod ystyried pa nod proses i'w ddefnyddio a pha dechnoleg i'w defnyddio i'w weithgynhyrchu.Gallant ddefnyddio ystod eang o ddeunyddiau, gan gynnwys silicon, gwydr a laminiadau i wneud y sglodyn.
Mae systemau sy'n seiliedig ar sglodion yn cynnwys sglodion lluosog ar haen gyfryngol
Pecynnau Fan Allan
Mewn pecyn Fan Out, mae'r “cysylltiad” yn cael ei wyntyllu oddi ar wyneb y sglodyn i ddarparu mwy o I/O allanol.Mae'n defnyddio deunydd mowldio epocsi (EMC) sydd wedi'i ymgorffori'n llawn yn y marw, gan ddileu'r angen am brosesau fel taro wafferi, fflwcsio, mowntio sglodion fflip, glanhau, chwistrellu gwaelod a halltu.Felly, nid oes angen haen gyfryngol ychwaith, gan wneud integreiddio heterogenaidd yn llawer haws.
Mae technoleg Fan-out yn cynnig pecyn llai gyda mwy o I / O na mathau eraill o becynnau, ac yn 2016 dyma'r seren dechnoleg pan oedd Apple yn gallu defnyddio technoleg pecynnu TSMC i integreiddio ei brosesydd cais 16nm a DRAM symudol i mewn i becyn sengl ar gyfer iPhone 7.
Pecynnu ffan allan
Pecynnu Lefel Wafferi Fan Allan (FOWLP)
Mae technoleg FOWLP yn welliant ar becynnu lefel waffer (WLP) sy'n darparu mwy o gysylltiadau allanol ar gyfer sglodion silicon.Mae'n golygu mewnosod y sglodion mewn deunydd mowldio epocsi ac yna adeiladu haen ailddosbarthu dwysedd uchel (RDL) ar wyneb y wafer a chymhwyso peli sodr i ffurfio wafer ailgyfansoddedig.
Mae FOWLP yn darparu nifer fawr o gysylltiadau rhwng y pecyn a'r bwrdd cais, ac oherwydd bod y swbstrad yn fwy na'r marw, mae'r traw marw mewn gwirionedd yn fwy hamddenol.
Enghraifft o becyn FOWLP
Integreiddio heterogenaidd
Gall integreiddio gwahanol gydrannau a weithgynhyrchir ar wahân i gynulliadau lefel uwch wella ymarferoldeb a gwella nodweddion gweithredu, felly mae gweithgynhyrchwyr cydrannau lled-ddargludyddion yn gallu cyfuno cydrannau swyddogaethol â llifoedd proses gwahanol i mewn i un cynulliad.
Mae integreiddio heterogenaidd yn debyg i system-mewn-pecyn (SiP), ond yn lle cyfuno marw moel lluosog ar un swbstrad, mae'n cyfuno IPs lluosog ar ffurf Chiplets ar un swbstrad.Y syniad sylfaenol o integreiddio heterogenaidd yw cyfuno cydrannau lluosog â swyddogaethau gwahanol yn yr un pecyn.
Rhai blociau adeiladu technegol mewn integreiddio heterogenaidd
HBM
Mae HBM yn dechnoleg storio stac safonol sy'n darparu sianeli lled band uchel ar gyfer data o fewn pentwr a rhwng cydrannau cof a rhesymegol.Mae pecynnau HBM yn stacio cof yn marw ac yn eu cysylltu â'i gilydd trwy TSV i greu mwy o I / O a lled band.
Mae HBM yn safon JEDEC sy'n integreiddio haenau lluosog o gydrannau DRAM mewn pecyn yn fertigol, ynghyd â phroseswyr cais, GPUs a SoCs.Mae HBM yn cael ei weithredu'n bennaf fel pecyn 2.5D ar gyfer gweinyddwyr pen uchel a sglodion rhwydweithio.Mae'r datganiad HBM2 bellach yn mynd i'r afael â chyfyngiadau capasiti a chyfradd cloc y datganiad HBM cychwynnol.
pecynnau HBM
Haen Ganolradd
Yr haen interposer yw'r cwndid y mae'r signalau trydanol yn cael eu trosglwyddo drwyddo o'r marw neu fwrdd noeth aml-sglodion yn y pecyn.Dyma'r rhyngwyneb trydanol rhwng y socedi neu'r cysylltwyr, sy'n caniatáu i'r signalau gael eu lluosogi ymhellach i ffwrdd a hefyd eu cysylltu â socedi eraill ar y bwrdd.
Gellir gwneud yr haen interposer o silicon a deunyddiau organig ac mae'n gweithredu fel pont rhwng y marw aml-farw a'r bwrdd.Mae haenau rhyngosodwr silicon yn dechnoleg brofedig gyda dwysedd I / O traw mân uchel a galluoedd ffurfio TSV ac yn chwarae rhan allweddol mewn pecynnu sglodion IC 2.5D a 3D.
Gweithredu nodweddiadol o system rhaniad haen ganolraddol
Haen ailddosbarthu
Mae'r haen ailddosbarthu yn cynnwys y cysylltiadau copr neu'r aliniadau sy'n galluogi'r cysylltiadau trydanol rhwng gwahanol rannau'r pecyn.Mae'n haen o ddeunydd dielectrig metelaidd neu bolymerig y gellir ei bentyrru yn y pecyn gyda marw noeth, gan leihau'r bylchau I/O rhwng chipsets mawr.Mae haenau ailddosbarthu wedi dod yn rhan annatod o atebion pecyn 2.5D a 3D, gan ganiatáu i'r sglodion arnynt gyfathrebu â'i gilydd gan ddefnyddio haenau cyfryngol.
Pecynnau integredig gan ddefnyddio haenau ailddosbarthu
TSV
Mae TSV yn dechnoleg gweithredu allweddol ar gyfer datrysiadau pecynnu 2.5D a 3D ac mae'n wafer llawn copr sy'n darparu rhyng-gysylltiad fertigol trwy'r marw wafferi silicon.Mae'n rhedeg trwy'r marw cyfan i ddarparu cysylltiad trydanol, gan ffurfio'r llwybr byrraf o un ochr i'r marw i'r llall.
Mae tyllau trwodd neu vias yn cael eu hysgythru i ddyfnder penodol o ochr flaen y wafer, sydd wedyn yn cael ei inswleiddio a'i lenwi trwy ddyddodi deunydd dargludol (copr fel arfer).Unwaith y bydd y sglodion wedi'i ffugio, caiff ei deneuo o ochr gefn y wafer i ddatgelu'r vias a'r metel a adneuwyd ar ochr gefn y wafer i gwblhau'r rhyng-gysylltiad TSV.
Amser post: Gorff-07-2023