ძირითადი ტერმინოლოგია გაფართოებული შეფუთვისთვის

მოწინავე შეფუთვა არის „მურიზე მეტი“ ეპოქის ერთ-ერთი ტექნოლოგიური მომენტი.იმის გამო, რომ ჩიპები სულ უფრო რთული და ძვირი ხდება თითოეული პროცესის კვანძში მინიატურაზე, ინჟინრები ათავსებენ მრავალ ჩიპს მოწინავე პაკეტებში, რათა მათ აღარ მოუწიონ ბრძოლა მათ შესამცირებლად.ამ სტატიაში მოცემულია 10 ყველაზე გავრცელებული ტერმინის მოკლე შესავალი, რომლებიც გამოიყენება შეფუთვის მოწინავე ტექნოლოგიაში.

2.5D პაკეტები

2.5D პაკეტი არის ტრადიციული 2D IC შეფუთვის ტექნოლოგიის წინსვლა, რაც საშუალებას იძლევა უფრო დახვეწილი ხაზი და სივრცე გამოიყენოს.2.5D შეფუთვაში, შიშველი ტილოები დაწყობილია ან მოთავსებულია გვერდიგვერდ ინტერპოსერის ფენის თავზე სილიკონის მეშვეობით vias (TSVs).ბაზა, ან ინტერპოზერის ფენა, უზრუნველყოფს ჩიპებს შორის დაკავშირებას.

2.5D პაკეტი, როგორც წესი, გამოიყენება მაღალი დონის ASIC, FPGA, GPU და მეხსიერების კუბებისთვის.2008 წელს Xilinx-მა დაყო თავისი დიდი FPGA-ები ოთხ პატარა ჩიპად უფრო მაღალი მოსავლიანობით და დააკავშირა ისინი სილიკონის ინტერპოსერის ფენასთან.ამრიგად, 2.5D პაკეტები დაიბადა და საბოლოოდ გახდა ფართოდ გამოყენებული მაღალი გამტარუნარიანობის მეხსიერების (HBM) პროცესორის ინტეგრაციისთვის.

2.5D პაკეტის დიაგრამა

3D შეფუთვა

3D IC პაკეტში, ლოგიკური საყრდენები ერთმანეთზეა დაწყობილი ან შესანახი საყრდენით, რაც გამორიცხავს დიდი System-on-Chips-ის (SoCs) აგების აუცილებლობას.საყრდენი ერთმანეთთან დაკავშირებულია აქტიური ინტერპოსერის ფენით, ხოლო 2.5D IC პაკეტები იყენებენ გამტარ მუწუკებს ან TSV-ებს კომპონენტების ინტერპოზერის ფენაზე დასაწყობად, 3D IC პაკეტები აკავშირებს სილიკონის ვაფლის მრავალ ფენას კომპონენტებთან TSV-ების გამოყენებით.

TSV ტექნოლოგია არის ძირითადი ჩართვის ტექნოლოგია როგორც 2.5D, ასევე 3D IC პაკეტებში, ხოლო ნახევარგამტარული ინდუსტრია იყენებს HBM ტექნოლოგიას DRAM ჩიპების წარმოებისთვის 3D IC პაკეტებში.

3D პაკეტის განივი ხედვა აჩვენებს, რომ ვერტიკალური ურთიერთკავშირი სილიკონის ჩიპებს შორის მიიღწევა მეტალის სპილენძის TSV-ების მეშვეობით.

ჩიპლეტი

ჩიპლეტები არის 3D IC შეფუთვის კიდევ ერთი ფორმა, რომელიც საშუალებას იძლევა CMOS და არა CMOS კომპონენტების ჰეტეროგენული ინტეგრაცია.სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ისინი უფრო მცირე SoC-ები არიან, რომლებსაც ასევე უწოდებენ ჩიპლეტებს, ვიდრე დიდი SoC-ები პაკეტში.

დიდი SoC-ის დაშლა უფრო პატარა, პატარა ჩიპებად იძლევა უფრო მაღალ მოსავალს და დაბალ ხარჯებს, ვიდრე ერთი შიშველი საყრდენი.ჩიპლეტები დიზაინერებს საშუალებას აძლევს ისარგებლონ IP-ის ფართო სპექტრით, განხილვის გარეშე, რომელი პროცესის კვანძი გამოიყენონ და რომელი ტექნოლოგია გამოიყენონ მის დასამზადებლად.მათ შეუძლიათ გამოიყენონ მასალების ფართო სპექტრი, მათ შორის სილიკონი, მინა და ლამინატი ჩიპის დასამზადებლად.

ჩიპლეტზე დაფუძნებული სისტემები შედგება რამდენიმე ჩიპლეტისგან შუალედურ ფენაზე

Fan Out პაკეტები

Fan Out პაკეტში, "კავშირი" ამოღებულია ჩიპის ზედაპირიდან, რათა უზრუნველყოს მეტი გარე I/O.იგი იყენებს ეპოქსიდური ჩამოსხმის მასალას (EMC), რომელიც სრულად არის ჩასმული საფენში, რაც გამორიცხავს ისეთი პროცესების აუცილებლობას, როგორიცაა ვაფლის შეკუმშვა, გაჟონვა, ჩიპზე დამაგრება, გაწმენდა, ქვედა შესხურება და გამკვრივება.აქედან გამომდინარე, არც შუალედური ფენაა საჭირო, რაც ჰეტეროგენულ ინტეგრაციას ბევრად აადვილებს.

Fan-out ტექნოლოგია გვთავაზობს უფრო მცირე პაკეტს მეტი I/O-ით, ვიდრე სხვა ტიპის პაკეტები, და 2016 წელს ეს იყო ტექნოლოგიის ვარსკვლავი, როდესაც Apple-მა შეძლო TSMC-ის შეფუთვის ტექნოლოგიის გამოყენება თავისი 16 ნმ აპლიკაციის პროცესორისა და მობილური DRAM-ის ერთ პაკეტში iPhone-ისთვის. 7.

ვენტილატორის შეფუთვა

ვაფლის დონის შეფუთვა (FOWLP)

FOWLP ტექნოლოგია არის ვაფლის დონის შეფუთვის (WLP) გაუმჯობესება, რომელიც უზრუნველყოფს სილიკონის ჩიპების მეტ გარე კავშირებს.იგი გულისხმობს ჩიპის ჩასმას ეპოქსიდური ჩამოსხმის მასალაში და შემდეგ ვაფლის ზედაპირზე მაღალი სიმკვრივის გადანაწილების ფენის (RDL) აგებას და შედუღების ბურთების გამოყენებას რეკონსტიტუციური ვაფლის შესაქმნელად.

FOWLP უზრუნველყოფს უამრავ კავშირს პაკეტსა და აპლიკაციის დაფას შორის და იმის გამო, რომ სუბსტრატი საძირკველზე დიდია, კვარცხლბეკის მოედანი რეალურად უფრო მოდუნებულია.

FOWLP პაკეტის მაგალითი

ჰეტეროგენული ინტეგრაცია

ცალ-ცალკე წარმოებული სხვადასხვა კომპონენტების ინტეგრაციამ უფრო მაღალი დონის შეკრებებში შეიძლება გააუმჯობესოს ფუნქციონირება და გააუმჯობესოს ოპერაციული მახასიათებლები, ასე რომ ნახევარგამტარული კომპონენტების მწარმოებლებს შეუძლიათ გააერთიანონ ფუნქციური კომპონენტები სხვადასხვა პროცესის ნაკადებთან ერთ ასამბლეაში.

ჰეტეროგენული ინტეგრაცია მსგავსია System-in-Package (SiP), მაგრამ იმის ნაცვლად, რომ გაერთიანდეს მრავალი შიშველი საძირკველი ერთ სუბსტრატზე, ის აერთიანებს მრავალ IP-ს ჩიპლეტების სახით ერთ სუბსტრატზე.ჰეტეროგენული ინტეგრაციის ძირითადი იდეა არის მრავალი კომპონენტის გაერთიანება სხვადასხვა ფუნქციით იმავე პაკეტში.

ზოგიერთი ტექნიკური სამშენებლო ბლოკი ჰეტეროგენულ ინტეგრაციაში

HBM

HBM არის სტეკის შენახვის სტანდარტიზებული ტექნოლოგია, რომელიც უზრუნველყოფს მაღალი გამტარუნარიანობის არხებს მონაცემებისთვის დასტაში და მეხსიერებასა და ლოგიკურ კომპონენტებს შორის.HBM პაკეტები აწყობს მეხსიერების ბლოკებს და აკავშირებს მათ TSV-ის საშუალებით მეტი I/O და გამტარუნარიანობის შესაქმნელად.

HBM არის JEDEC სტანდარტი, რომელიც ვერტიკალურად აერთიანებს DRAM კომპონენტების მრავალ ფენას პაკეტში, აპლიკაციის პროცესორებთან, GPU-ებთან და SoC-ებთან ერთად.HBM ძირითადად დანერგილია როგორც 2.5D პაკეტი მაღალი დონის სერვერებისთვის და ქსელის ჩიპებისთვის.HBM2 გამოშვება ახლა ეხება საწყისი HBM გამოშვების სიმძლავრისა და საათის სიჩქარის შეზღუდვებს.

HBM პაკეტები

შუალედური ფენა

ინტერპოსერის ფენა არის არხი, რომლის მეშვეობითაც ელექტრული სიგნალები გადადის შეფუთვაში შემავალი მრავალჩიპიანი შიშველი დისკიდან ან დაფიდან.ეს არის ელექტრული ინტერფეისი სოკეტებს ან კონექტორებს შორის, რაც საშუალებას აძლევს სიგნალებს უფრო შორს გავრცელდეს და ასევე დაუკავშირდეს სხვა სოკეტებს დაფაზე.

ინტერპოსერის ფენა შეიძლება დამზადდეს სილიკონისა და ორგანული მასალებისგან და მოქმედებს როგორც ხიდი მრავალსაფეხურიან ფენასა და დაფას შორის.სილიკონის ინტერპოსერის ფენები არის დადასტურებული ტექნოლოგია მაღალი დახვეწილი სიმაღლის I/O სიმკვრივით და TSV ფორმირების შესაძლებლობებით და თამაშობს მთავარ როლს 2.5D და 3D IC ჩიპების შეფუთვაში.

სისტემის დაყოფის შუალედური ფენის ტიპიური განხორციელება

გადანაწილების ფენა

გადანაწილების ფენა შეიცავს სპილენძის კავშირებს ან გასწორებებს, რომლებიც უზრუნველყოფენ ელექტრულ კავშირებს პაკეტის სხვადასხვა ნაწილებს შორის.ეს არის მეტალის ან პოლიმერული დიელექტრიკული მასალის ფენა, რომელიც შეიძლება შეფუთვაში ჩაყრილი იყოს შიშველი საყრდენით, რითაც შემცირდება დიდი ჩიპსეტების I/O მანძილი.გადანაწილების ფენები გახდა 2.5D და 3D პაკეტის გადაწყვეტილებების განუყოფელი ნაწილი, რაც მათზე არსებულ ჩიპებს საშუალებას აძლევს დაუკავშირდნენ ერთმანეთს შუამავალი ფენების გამოყენებით.

ინტეგრირებული პაკეტები გადანაწილების ფენების გამოყენებით

TSV

TSV არის ძირითადი დანერგვის ტექნოლოგია 2.5D და 3D შეფუთვის გადაწყვეტილებებისთვის და არის სპილენძის შევსებული ვაფლი, რომელიც უზრუნველყოფს ვერტიკალურ ურთიერთკავშირს სილიკონის ვაფლის ნაჭრის მეშვეობით.იგი გადის მთელ საყრდენზე, რათა უზრუნველყოს ელექტრული კავშირი, აყალიბებს უმოკლეს გზას კადრის ერთი მხრიდან მეორეზე.

ხვრელების ან ვიზების ამოკვეთა ხდება ვაფლის წინა მხრიდან გარკვეულ სიღრმეზე, რომელიც შემდეგ იზოლირებულია და ივსება გამტარი მასალის (ჩვეულებრივ სპილენძის) დეპონირებით.მას შემდეგ, რაც ჩიპი დამზადდება, ის თხელდება ვაფლის უკანა მხრიდან, რათა გამოაშკარავდეს შპრიცები და ვაფლის უკანა მხარეს დეპონირებული ლითონი, რათა დასრულდეს TSV ურთიერთდაკავშირება.