HPC 市场上的各种产品已经采用异构集成,根据功能进行分解,混合工艺节点,或集成多个计算芯片来扩展计算资源。随着对 chiplet 集成的需求越来越大,最近出现了通过 ODSA、UCIe、OIF 等对 die-to-die 接口进行标准化以实现插入式解决方案来构建 chiplet 生态系统的努力,而之前的应用则采用专有的 die-to-die 解决方案。最近,chiplet 行业增加了 UCIe 的权重。除了 die-to-die 接口 IP 和标准的开发之外,代工厂和 OSAT 开发的先进封装技术(2.5D/3D 封装)也为实现需要高带宽和低延迟 die-to-die 接口的 chiplet 集成做出了重大贡献,以满足系统扩展的需求。
摘要 — 为了突破电气链路的带宽和延迟限制,高性能计算集成的下一个突破最终将通过光子技术和片上光网络 (ONoC) 实现。这项工作介绍了 ONoC 的整体架构,并报告了在 200 mm Leti 平台上 SOI 晶圆上的 Si 光子中介层的详细集成和制造。已成功实现了在 1310 nm 波长下工作的有源光子电路、12 µm 直径 100 µm 高度的硅通孔 (TSV) 中间工艺、带有 µ 柱的四层金属后端线路 (BEOL) 和加热器上方带有热腔的背面重分布层。横截面的形态表征评估了工艺发展和集成结果。在有源光子末端和 TSV / BEOL 工艺之后,在肋和深肋结构上测量的光传播损耗以及在单偏振光栅耦合器 (SPGC) 结构上的插入损耗均未显示偏差。 TSV 中间电阻经评估低于 22 mΩ,成品率大于 95%。最后,讨论了功能性 ONoC 系统所需的所有单个工艺块,尤其是环形调制器,以及它们成功优化的协同集成。
Chiplet 架构框架可定制的 Chiplet 模板包括:• 基于 NoC 的架构和通用 D2D 接口• Bring-Up、Chiplet 组件的安全启动• DfM / DfT - JTAG BSCAN、系统监视器• 安全与保障设计 – Caliptra、CE• 立法法规 – EU EU ESPR、EU Data Act、EU ESG 法律• 数字产品通行证 – 数字铭牌、UID、RAMI 4.0
在过去的几十年中,已经使用多种不同的波导材料研究了光子综合电路(PIC),并且每种都在特定的关键指标中脱颖而出,例如有效的光发射,低传播损失,高电位效率和批量产生的潜力。尽管进行了持续的研究,但每个平台都表现出继承的缺点,结果刺激了混合和异质整合技术的研究,以创建更强大的跨平台设备。这是结合每个平台的最佳属性;但是,它需要针对材料系统的每种不同组合的特殊设计和其他制造过程的专门开发。在这项工作中,我们提出了一种新型的混合整合方案,该方案利用3D-Nanoprint的插入器实现光子chiplet互连系统。此方法代表了一个通用解决方案,可以很容易地在任何材料系统的芯片之间进行杂交,每个材料系统都在其自己的技术平台上制造,更重要的是,单个芯片的既定过程流程没有变化。开发出具有亚微米准确性的快速印刷过程,以形成芯片耦合框架和纤维引导漏斗,实现高达5:2的模式场差异(MFD)转换率(从SMF28光纤到4 µm×4 µm模式在Polymer waveide中,我们的知识尺寸为afters afters to Propuly Waverguide smf28纤维到4 µm×4 µm模式)纳米折叠成分。此外,我们在1480 nm至1620 nm之间的140 nm波长范围内,在硅和INP芯片之间证明了具有2.5 dB的死与DIE耦合损失的光子芯片互连系统。该混合集成计划可以桥接不同的波导材料,从而支持更全面的跨平台集成。
− 访问最终规范(例如:1.0、1.1、2.0 等)− 按照协议中概述的 IP 保护实施 − 有权参加董事会确定的公司贸易展览或其他行业活动 − 参与技术工作组 − 影响技术方向 − 访问中级(点级)规范 − 每年半数董事会成员任期结束时,选举进入发起人级别/董事会
小芯片将 SOC 分解成复合部件,从而形成更小的芯片,然后可以将其封装在一起作为单个系统运行,从而提供潜在的优势,包括提高能源效率、缩短系统开发周期和降低成本。然而,在 AI 计算快速创新的推动下,需要封装方面的进步才能更快、更高效地将小芯片从研究转移到量产。
处理器和记忆的组合已经存在了多年,最终以高端处理器和高带宽记忆(HBM)达到最终,以解决一个快速增长的人工智能市场(AI)算法培训。现在,将模具功能的功能分区分为chiplets正在使人们对未来的设计产生更广泛,更有效的影响。chiplet方法允许产品性能提高以在仍然令人信服的成本点继续进行。总硅成本可以降低,这是由于较小的芯片的产量更好,并且有机会使用硅工艺节点的混合物来进一步优化硅的成本。用于异质和chiplet方法的集成电路(IC)包装更昂贵,但是包装成本的上升被硅的总支出减少和有利的上市优势所抵消。
D 集成是先进封装和异构集成中的关键技术——它有助于系统级性能扩展。虽然封装的发展引入了 3D 集成,从封装系统发展到堆叠集成电路 (IC) 和 3D 片上系统,但该行业目前正在见证另一个重要转折点:背面供电网络 (BSPDN)。在传统的扩展方法中,信号和供电共存于晶圆的正面。然而,对电力(尤其是供电)日益增长的需求,越来越限制了实现可扩展解决方案的能力。高效的晶体管扩展对于实现更高的晶体管密度至关重要,这需要按比例扩展供电网络。然而,这遇到了巨大的 IR 压降挑战,导致晶体管性能受损。此外,信号和电源的互连设计变得高度相互依赖,构成了供电布线过程的很大一部分(至少 20%)。此外,随着扩展到下一个节点,功率密度会迅速增加。行业共识是通过实施 BSPDN 来分离信号和电源。这涉及隔离晶圆正面的信号网络,并利用晶圆对晶圆键合来高效地访问晶体管背面以进行电源分配和管理。主要优势包括更宽的电源线和更低的 IR 压降、更均匀的电压分布,以及最重要的,更多的设计空间,从而进一步缩小标准单元高度。BSPDN 消除了在晶圆正面共享信号和电源线之间互连资源的需要。顾名思义,背面供电将电源重新定位到背面
本文介绍了一种新型超大面积集成电路 (ELAIC) 解决方案(我们称之为“巨型芯片”),适用于将不同类型的多个芯片(例如,内存、专用集成电路 [ASIC]、中央处理器 [CPU]、图形处理单元 [GPU]、电源调节)组合到通用互连平台上的单个封装中。巨型芯片方法有助于重新构建异构芯片平铺,以开发具有所需电路密度和性能的高度复杂系统。本文重点介绍了最近关于大面积超导集成电路连接多个单独芯片的研究,特别关注了在单个芯片之间形成的高密度电互连的处理。我们重新制造了各种巨型芯片组件,并使用多种技术(例如扫描电子显微镜 (SEM)、光学显微镜、共聚焦显微镜、X 射线)对其进行了表征,以研究集成质量、最小特征尺寸、硅含量、芯片间间距和间隙填充。二氧化硅、苯并环丁烯 (BCB)、环氧树脂、聚酰亚胺和硅基电介质用于间隙填充、通孔形成和重分布层 (RDL)。对于巨型芯片方法,通过减少芯片间 (D2D) 间隙和增加硅含量来提高热稳定性,从而使组装人员能够缓解不同基板/模块集成方案的热膨胀系数 (CTE) 不匹配的问题,这对于实现从回流到室温甚至低温操作的宽温度范围稳定性非常重要。 Megachip 技术有助于实现更节省空间的设计,并可容纳大多数异构芯片,而不会影响稳定性或引入 CTE 不匹配或翘曲。各种异构芯片
本文讨论了影响先进半导体封装领域的三大趋势。本文的首要关注点是异构集成。该术语的现代版本对不同的人有不同的含义,但在本文中,异构集成被定义为由多个芯片构建的分解式片上系统 (SoC) 架构。这种设计方法类似于系统级封装 (SiP),不同之处在于不是在单个基板上集成多个裸片(包括 3D 堆叠),而是在单个基板上集成以芯片形式存在的多个知识产权 (IP)。第二个主要趋势涉及利用硅通孔 (TSV) 和高密度扇出重分布层 (RDL) 的新硅制造技术。这些进步正在推动更多硅进入以层压板为主的半导体封装领域,尤其是当高带宽和外形尺寸成为设计的关键属性时。这种趋势带来了新的设计和验证挑战,大多数封装工程师并不熟悉,因为它们通常不是基于层压板的设计的一个方面。最后,在生态系统方面,我们看到所有大型半导体代工厂现在都提供自己的先进封装版本。在许多方面,这为封装社区带来了一股清新的气息,因为使用新的方式为封装设计团队提供参考流程和工艺设计套件 (PDK) 等资产。电子设计自动化 (EDA) 公司目前正在与许多领先的代工厂和外包半导体组装和测试供应商 (OSATS) 合作,开发多芯片封装参考流程和封装组装设计套件 (PADK)。这种额外的基础设施极大地造福了封装设计社区。