Enbalaje aurreratua 'More than Moore' garaiko teknologien aipagarrietako bat da.Txipak gero eta zailagoak eta garestiagoak direnez prozesu-nodo bakoitzean miniaturizatzea, ingeniariak txip anitz sartzen ari dira pakete aurreratuetan, horiek murrizteko borrokatu beharrik izan ez dezaten.Artikulu honek ontziratzeko teknologia aurreratuan erabiltzen diren 10 terminoen sarrera laburra eskaintzen du.
2.5D paketeak
2.5D paketea 2D IC ontziratzeko teknologia tradizionalaren aurrerapena da, lerro eta espazio finagoa erabiltzeko aukera ematen duena.2.5D pakete batean, trokel biluziak pilatzen dira edo elkarren ondoan jartzen dira siliziozko vias bidez (TSVs) arteko geruza baten gainean.Oinarria edo interposer geruzak txipen arteko konexioa eskaintzen du.
2.5D paketea goi-mailako ASIC, FPGA, GPU eta memoria kuboetarako erabiltzen da normalean.2008an Xilinx-ek bere FPGA handiak errendimendu handiagoko lau txip txikitan banatu zituen eta hauek siliziozko interposer geruzara konektatu zituen.2.5D paketeak sortu ziren eta, azkenean, oso erabiliak izan ziren banda zabalera handiko memoria (HBM) prozesadorearen integraziorako.
2.5D pakete baten diagrama
3D ontziratzea
3D IC pakete batean, trokel logikoak elkarrekin edo biltegiratzeko trokelarekin pilatzen dira, System-on-Chips (SoC) handiak eraikitzeko beharra ezabatuz.Trokelak elkarren artean interposer geruza aktibo baten bidez konektatzen dira, 2.5D IC paketeek kolpe eroaleak edo TSVak erabiltzen dituzten bitartean osagaiak interposer geruzan pilatzeko, 3D IC paketeek siliziozko obleen geruza anitz konektatzen dituzte TSVak erabiliz osagaiekin.
TSV teknologia 2.5D zein 3D IC paketeetan gaitzeko teknologia da, eta erdieroaleen industriak HBM teknologia erabiltzen ari da DRAM txipak 3D IC paketeetan ekoizteko.
3D paketearen zeharkako ikuspegi batek erakusten du siliziozko txip-en arteko interkonexio bertikala kobre metalikoko TSV bidez lortzen dela.
Chiplet
Chiplets CMOS eta CMOS ez diren osagaien integrazio heterogeneoa ahalbidetzen duten 3D IC ontzien beste forma bat dira.Beste era batera esanda, SoC txikiagoak dira, chiplet ere deituak, pakete bateko SoC handiak baino.
SoC handi bat txip txikiago eta txikiagoetan zatitzeak errendimendu handiagoak eta kostu txikiagoak eskaintzen ditu trokel huts batek baino.chiplet-ek diseinatzaileek IP aukera zabala aprobetxa dezakete zein prozesu-nodo erabili eta fabrikatzeko zein teknologia erabili behar duten kontuan hartu beharrik gabe.Material sorta zabala erabil dezakete, besteak beste, silizioa, beira eta laminatuak txipa fabrikatzeko.
Txipletetan oinarritutako sistemak bitarteko geruza batean dauden Chiplet anitzez osatuta daude
Fan Out paketeak
Fan Out pakete batean, "konexioa" txiparen gainazaletik haizatzen da kanpoko I/O gehiago emateko.Moldeatze-material epoxiko bat (EMC) erabiltzen du, trokelean guztiz txertatuta dagoena, obleak kolpatzea, fluxua, flip-chip muntatzea, garbitzea, hondoa ihinztatzea eta ontzea bezalako prozesuen beharra ezabatuz.Beraz, ez da bitarteko geruzarik behar ere, integrazio heterogeneoa askoz erraztuz.
Fan-out teknologiak pakete txikiago bat eskaintzen du beste pakete mota batzuek baino I/O gehiagorekin, eta 2016an Apple-k TSMC-ren ontziratze-teknologia erabili ahal izan zuenean bere 16 nm-ko aplikazio-prozesadorea eta DRAM mugikorra iPhonerako pakete bakarrean integratzeko izarra izan zen. 7.
Fan-out ontziak
Fan-out Wafer Level Packaging (FOWLP)
FOWLP teknologia siliziozko txipetarako kanpoko konexio gehiago eskaintzen dituen wafer-level packaging (WLP) hobekuntza da.Txipa molde epoxiko material batean txertatzea dakar eta, ondoren, oblearen gainazalean dentsitate handiko birbanatze geruza (RDL) eraikitzea eta soldadura-bolak aplikatzea birkonstituitu ostia bat osatzeko.
FOWLP-ek paketearen eta aplikazio-taularen arteko konexio ugari eskaintzen ditu, eta substratua trokela baino handiagoa denez, trokelaren eremua lasaiagoa da.
FOWLP pakete baten adibidea
Integrazio heterogeneoa
Bereiz fabrikatutako osagai desberdinak goi-mailako muntaketetan integratzeak funtzionaltasuna hobetu dezake eta funtzionamendu-ezaugarriak hobetu ditzake, beraz, osagai erdieroaleen fabrikatzaileek osagai funtzionalak prozesu-fluxu ezberdinekin konbinatu ditzakete muntaia bakarrean.
Integrazio heterogeneoa sistema-paketearen (SiP) antzekoa da, baina substratu bakarrean trokel biluzi anitz konbinatu beharrean, Chiplet formako IP anitz konbinatzen ditu substratu bakarrean.Integrazio heterogeneoaren oinarrizko ideia pakete berean funtzio desberdinak dituzten hainbat osagai konbinatzea da.
Eraikuntza-bloke tekniko batzuk integrazio heterogeneoan
HBM
HBM pila baten biltegiratze teknologia estandarizatu bat da, eta pila baten barruan eta memoria eta osagai logikoen artean datuetarako banda zabalera handiko kanalak eskaintzen ditu.HBM paketeek memoria pilatzen dute eta elkarrekin konektatzen dituzte TSV bidez, I/O eta banda zabalera gehiago sortzeko.
HBM JEDEC estandarra da, DRAM osagaien geruza anitz pakete baten barruan bertikalki integratzen dituena, aplikazio prozesadoreekin, GPUekin eta SoCekin batera.HBM batez ere 2.5D pakete gisa inplementatzen da goi-mailako zerbitzarietarako eta sareko txipetarako.HBM2 bertsioak hasierako HBM bertsioaren edukiera eta erloju-abiaduraren mugak zuzentzen ditu orain.
HBM paketeak
Tarteko geruza
Geruza interposatzailea paketean dagoen txip anitzeko trokeletik edo plakatik seinale elektrikoak pasatzen dituen kanala da.Entxufeen edo konektoreen arteko interfaze elektrikoa da, seinaleak urrunago hedatzeko eta plakako beste entxufeetara konektatzeko aukera ematen du.
Interposer geruza silizioz eta material organikoz egin daiteke eta zubi gisa jarduten du trokel anitzeko trokelaren eta taularen artean.Siliziozko interposer geruzak frogatutako teknologia bat dira, tonu fineko I/O dentsitate handiko eta TSV eratzeko gaitasunekin, eta funtsezko zeregina dute 2.5D eta 3D IC txip-ontzian.
Sistemaren zatikako tarteko geruza baten ezarpen tipikoa
Birbanaketa geruza
Birbanatze-geruzak paketearen zati ezberdinen arteko konexio elektrikoak ahalbidetzen dituzten kobrezko konexioak edo lerrokadurak ditu.Material dielektriko metaliko edo polimerikoko geruza bat da, paketean trokel biluziarekin pila daitekeena, eta horrela chipset handien I/O tartea murrizten da.Birbanaketa geruzak 2.5D eta 3D paketeen soluzioen osagai bihurtu dira, eta horien gainean dauden txipak elkarren artean komunikatzeko aukera ematen dute, bitarteko geruzak erabiliz.
Birbanaketa-geruzak erabiliz pakete integratuak
TSV
TSV 2.5D eta 3D ontziratzeko soluzioetarako funtsezko inplementazio-teknologia da eta kobrez betetako oblea da, eta siliziozko oblearen bidez interkonexio bertikala eskaintzen du.Trokel osoa zeharkatzen du konexio elektriko bat emateko, trokelaren alde batetik bestera biderik laburrena osatuz.
Zulo edo bide-zuloak oblearen aurrealdetik sakonera jakin batera grabatzen dira, eta ondoren material eroale bat (normalean kobrea) metatuz isolatu eta bete egiten da.Txipa fabrikatu ondoren, oblearen atzealdetik mehetzen da oblearen atzeko aldean metatutako bide-bideak eta TSV interkonexioa osatzeko.
Argitalpenaren ordua: 2023-07-07