Ufungaji wa hali ya juu ni mojawapo ya mambo muhimu ya kiteknolojia ya enzi ya 'Zaidi ya Moore'.Kadiri chip zinavyozidi kuwa ngumu na ghali kuzipunguza katika kila nodi ya mchakato, wahandisi wanaweka chip nyingi kwenye vifurushi vya hali ya juu ili wasilazimike tena kuzipunguza.Nakala hii inatoa utangulizi mfupi wa maneno 10 ya kawaida yanayotumiwa katika teknolojia ya hali ya juu ya ufungashaji.
Vifurushi vya 2.5D
Kifurushi cha 2.5D ni maendeleo ya teknolojia ya jadi ya upakiaji ya 2D IC, kuruhusu laini bora na matumizi ya nafasi.Katika kifurushi cha 2.5D, dies tupu hupangwa au kuwekwa kando kando juu ya safu ya kiingilizi na silikoni kupitia vias (TSVs).Msingi, au safu ya interposer, hutoa muunganisho kati ya chips.
Kifurushi cha 2.5D kwa kawaida hutumiwa kwa ASIC za hali ya juu, FPGA, GPU na cubes za kumbukumbu.2008 iliona Xilinx ikigawanya FPGA zake kubwa katika chipsi nne ndogo zilizo na mavuno mengi na kuunganisha hizi kwenye safu ya silicon interposer.Vifurushi vya 2.5D vilizaliwa na hatimaye kutumika sana kwa ujumuishaji wa kichakataji cha kumbukumbu ya data ya juu (HBM).
Mchoro wa kifurushi cha 2.5D
Ufungaji wa 3D
Katika kifurushi cha 3D IC, muundo wa mantiki hupangwa pamoja au kwa nafasi ya kuhifadhi, hivyo basi kuondoa hitaji la kuunda System-on-Chips (SoCs).Difa zimeunganishwa zenyewe kwa safu inayotumika ya kiingilizi, huku vifurushi vya 2.5D IC vikitumia matuta au TSV kuweka vipengee kwenye safu ya kiingilizi, vifurushi vya 3D IC huunganisha safu nyingi za kaki za silicon kwenye vijenzi vinavyotumia TSV.
Teknolojia ya TSV ndiyo teknolojia kuu inayowezesha katika vifurushi vyote vya 2.5D na 3D IC, na tasnia ya semiconductor imekuwa ikitumia teknolojia ya HBM kutengeneza chip za DRAM katika vifurushi vya 3D IC.
Mwonekano wa sehemu mbalimbali wa kifurushi cha 3D unaonyesha kuwa muunganisho wa wima kati ya chip za silikoni hupatikana kupitia TSV za shaba za metali.
Chiplet
Chipleti ni aina nyingine ya ufungaji wa 3D IC ambayo huwezesha muunganisho usio tofauti wa vipengele vya CMOS na visivyo vya CMOS.Kwa maneno mengine, ni SoCs ndogo, pia huitwa chiplets, badala ya SoCs kubwa kwenye kifurushi.
Kuvunja SoC kubwa katika chips ndogo, ndogo hutoa mavuno ya juu na gharama ya chini kuliko kufa moja tupu.chipsets huruhusu wabunifu kuchukua fursa ya anuwai ya IP bila kuzingatia ni nodi gani ya mchakato wa kutumia na teknolojia ya kutumia kuitengeneza.Wanaweza kutumia vifaa mbalimbali, ikiwa ni pamoja na silicon, kioo na laminates kutengeneza chip.
Mifumo inayotegemea Chiplet imeundwa na Chipleti nyingi kwenye safu ya kati
Vifurushi vya Shabiki
Katika kifurushi cha Fan Out, "muunganisho" hupeperushwa kutoka kwenye uso wa chipu ili kutoa I/O zaidi ya nje.Inatumia nyenzo ya uundaji wa epoksi (EMC) ambayo imepachikwa kikamilifu kwenye glasi, na kuondoa hitaji la michakato kama vile kugonga kaki, kubadilika, kuweka chip-chip, kusafisha, kunyunyizia chini na kuponya.Kwa hivyo, hakuna safu ya mpatanishi inahitajika pia, na kufanya ujumuishaji wa tofauti kuwa rahisi zaidi.
Teknolojia ya fan-out inatoa kifurushi kidogo chenye I/O nyingi kuliko aina zingine za kifurushi, na mnamo 2016 ilikuwa nyota ya teknolojia wakati Apple iliweza kutumia teknolojia ya upakiaji ya TSMC kuunganisha kichakataji chake cha 16nm na DRAM ya simu kwenye kifurushi kimoja cha iPhone. 7.
Ufungaji wa shabiki
Ufungaji wa Kiwango cha Kaki ya Fan-Out (FOWLP)
Teknolojia ya FOWLP ni uboreshaji wa ufungashaji wa kiwango cha kaki (WLP) ambao hutoa miunganisho zaidi ya nje kwa chips za silicon.Inajumuisha kupachika chip katika nyenzo ya kufinyanga ya epoksi na kisha kuunda safu ya ugawaji wa msongamano mkubwa (RDL) kwenye uso wa kaki na kutumia mipira ya solder kuunda kaki iliyounganishwa upya.
FOWLP hutoa idadi kubwa ya miunganisho kati ya kifurushi na ubao wa programu, na kwa sababu substrate ni kubwa kuliko kufa, lami ya kufa imelegezwa zaidi.
Mfano wa kifurushi cha FOWLP
Ujumuishaji usio tofauti
Ujumuishaji wa vipengee tofauti vilivyotengenezwa kando katika makusanyiko ya kiwango cha juu vinaweza kuimarisha utendakazi na kuboresha sifa za uendeshaji, hivyo wazalishaji wa vijenzi vya semiconductor wanaweza kuchanganya vipengele vya utendaji na mtiririko tofauti wa mchakato kwenye mkusanyiko mmoja.
Muunganisho wa hali tofauti ni sawa na mfumo-ndani-furushi (SiP), lakini badala ya kuchanganya mfu nyingi kwenye substrate moja, inachanganya IP nyingi katika mfumo wa Chiplets kwenye substrate moja.Wazo la msingi la ujumuishaji tofauti ni kuchanganya vijenzi vingi na vitendaji tofauti kwenye kifurushi kimoja.
Baadhi ya vitalu vya ujenzi vya kiufundi katika ujumuishaji tofauti
HBM
HBM ni teknolojia sanifu ya uhifadhi wa rafu ambayo hutoa chaneli za kipimo data cha juu kwa data ndani ya rundo na kati ya kumbukumbu na vipengee vya kimantiki.Kumbukumbu ya vifurushi vya HBM hufa na kuviunganisha pamoja kupitia TSV ili kuunda I/O na kipimo data zaidi.
HBM ni kiwango cha JEDEC ambacho huunganisha kiwima tabaka nyingi za vipengele vya DRAM ndani ya kifurushi, pamoja na vichakataji programu, GPU na SoCs.HBM inatekelezwa kimsingi kama kifurushi cha 2.5D kwa seva za hali ya juu na chipu za mitandao.Toleo la HBM2 sasa linashughulikia vizuizi vya uwezo na kiwango cha saa cha toleo la awali la HBM.
Vifurushi vya HBM
Safu ya kati
Safu ya interposer ni mfereji ambao ishara za umeme hupitishwa kutoka kwa kufa kwa chip nyingi au ubao kwenye kifurushi.Ni kiolesura cha umeme kati ya soketi au viunganishi, kuruhusu ishara kuenezwa mbali zaidi na pia kushikamana na soketi nyingine kwenye ubao.
Safu ya kuingiliana inaweza kufanywa kwa silicon na vifaa vya kikaboni na hufanya kama daraja kati ya difa nyingi na ubao.Safu za viingilizi vya silicon ni teknolojia iliyothibitishwa iliyo na msongamano wa hali ya juu wa I/O na uwezo wa kuunda TSV na ina jukumu muhimu katika ufungaji wa chip wa 2.5D na 3D IC.
Utekelezaji wa kawaida wa safu ya kati iliyogawanywa ya mfumo
Safu ya ugawaji upya
Safu ya ugawaji upya ina viunganisho vya shaba au mipangilio inayowezesha miunganisho ya umeme kati ya sehemu mbalimbali za kifurushi.Ni safu ya nyenzo za dielectri za metali au polimeri ambazo zinaweza kupangwa kwenye kifurushi kwa rangi tupu, hivyo basi kupunguza nafasi ya I/O ya chipsets kubwa.Safu za ugawaji upya zimekuwa sehemu muhimu ya suluhu za vifurushi vya 2.5D na 3D, kuruhusu chipsi zilizo juu yake kuwasiliana kwa kutumia tabaka za kati.
Vifurushi vilivyounganishwa kwa kutumia tabaka za ugawaji upya
TSV
TSV ni teknolojia muhimu ya utekelezaji kwa suluhu za vifungashio vya 2.5D na 3D na ni kaki iliyojaa shaba ambayo hutoa muunganisho wa wima kupitia kaki ya silicon.Inapitia kufa nzima ili kutoa unganisho la umeme, na kutengeneza njia fupi kutoka upande mmoja wa kufa hadi mwingine.
Kupitia-mashimo au vias ni etched kwa kina fulani kutoka upande wa mbele wa kaki, ambayo ni kisha maboksi na kujazwa kwa kuweka nyenzo conductive (kawaida shaba).Mara tu chipu inapotengenezwa, hupunguzwa kutoka upande wa nyuma wa kaki ili kufichua vias na chuma kilichowekwa kwenye upande wa nyuma wa kaki ili kukamilisha muunganisho wa TSV.
Muda wa kutuma: Jul-07-2023