Chiplet通過把不同芯片的能力模塊化,利用新的設計、互聯(lián)、封裝等技術,在一個封裝的產(chǎn)品中使用來自不同技術、不同制程甚至不同工廠的芯片。高性能計算、人工智能、汽車電子、醫(yī)療、通信等市場上“火熱”的應用場景中都有Chiplet高密度集成推動的解決方案。
從半導體市場來看,新興終端產(chǎn)品應用方面的需求越來越復雜和多元化。當前AR、VR、云端、自動駕駛、人工智能等衍生出新的需求,例如:追求更高性能、更高傳輸速率、更高頻寬等,這對先進制程下的芯片設計帶來諸多挑戰(zhàn)。
長電科技專家認為,挑戰(zhàn)主要來自以下幾方面:
一是隨著芯片晶體管數(shù)量暴增,芯片的面積變大,造成芯片良率降低;
二是隨著半導體工藝進步,芯片設計難度和復雜度也在增加,帶來芯片開發(fā)成本的增加;
此外,多芯片的集成,不良率增加,也帶來wafer成本的進一步增加等。
延續(xù)摩爾定律:
異構集成“小芯片”實現(xiàn)“大效益”
長電科技專家認為,Chiplet是集成電路微系統(tǒng)集成進程中的一條普通而必然的路徑,Chiplet最大的應用場合是“需要”采用異構集成的場合,從原理看,Chiplet通過將復雜芯片的不同功能分區(qū),采用不同制程工藝生產(chǎn)單獨裸片(Die),再使用先進封裝互連技術整合在一起。
Chiplet也是一個系統(tǒng)工程,涉及到芯片設計、晶圓制造、封裝、測試等多個環(huán)節(jié),從封測的角度講,核心在于如何真正在封裝中優(yōu)化布局以獲得更佳性能。
長電科技專家表示,異構集成的小芯片封裝可以突破傳統(tǒng)SoC制造面臨的諸多挑戰(zhàn)(掩膜規(guī)模極限和功能極限等),從而大幅提高芯片的良率,有利于降低設計的復雜度和設計成本以及降低芯片制造的成本。
此外,Chiplet繼承了SoC的IP可復用特點的同時,進一步開啟了半導體IP的新型復用模式,即硅片級別的IP復用,進而縮短芯片上市時間。
新型高性價比的異構集成技術平臺:
線寬小至2μm
Chiplet先進封裝需要高密度互連,封裝本身不再只是封裝單個芯片,必須綜合考慮布局、芯片和封裝的互聯(lián)等問題,這使得高密度、異構集成技術成為行業(yè)的熱點。半導體行業(yè)正在支持各種類型的Chiplet封裝,例如2.5D、3D、SiP等技術。
去年7月,長電科技推出了XDFOI全系列極高密度扇出型封裝解決方案。該解決方案在線寬或線距最小可達到2um的同時,可實現(xiàn)多層布線層;另外,采用了極窄節(jié)距凸塊互聯(lián)技術,封裝尺寸大,可集成多顆芯片、高帶寬內存和無源器件。
XDFOI在系統(tǒng)成本、封裝尺寸上都具有一定優(yōu)勢,可以應用于工業(yè)、通信、汽車、人工智能、消費電子、高性能計算等多個領域。XDFOI Chiplet的技術平臺包括2D/2.5D/3D Chiplet,能夠為客戶提供從常規(guī)密度到極高密度,從極小尺寸到極大尺寸的一站式服務。從性能、成本、上市時間等方面來講,小芯片異構集成封裝較傳統(tǒng)SoC制造封裝更具優(yōu)勢,是整個半導體業(yè)界通力合作并持續(xù)發(fā)力的方向之一。