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一文讀懂 Intel 先進(jìn)封裝技術(shù)(一)

發(fā)布時間:2022-03-17作者來源:薩科微瀏覽:3723

導(dǎo) 讀


       Intel(英特爾)是半導(dǎo)體行業(yè)和創(chuàng)新領(lǐng)域的全球卓越廠商,致力于推動人工智能、5G、高性能計算等技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用突破,驅(qū)動智能互聯(lián)世界。   56年前,intel創(chuàng)始人之一的戈登·摩爾提出了摩爾定律 (Moore's Law),推動著集成電路產(chǎn)業(yè)一直發(fā)展到今天。   在先進(jìn)封裝領(lǐng)域,Intel依然是技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,創(chuàng)造性地推出了EMIB,F(xiàn)overos,Co-EMIB,ODI等先進(jìn)封裝和互聯(lián)技術(shù),繼續(xù)驅(qū)動著技術(shù)不斷向前!   今天,我們有機會連線Intel封裝研究與系統(tǒng)解決方案總監(jiān)Johanna Swan院士,就先進(jìn)封裝技術(shù)進(jìn)行深入的溝通和交流,學(xué)習(xí)先進(jìn)封裝最前沿的發(fā)展動態(tài)。   在個人電腦領(lǐng)域,Intel 當(dāng)之無愧是[敏感詞]創(chuàng)造力的公司,Intel inside深入人心,從奔騰到酷睿再到i3\i5\i7\i9,人們?nèi)鐢?shù)家珍,每一款產(chǎn)品都帶給人們?nèi)碌捏w驗,推動著數(shù)字世界不斷向前!
  異構(gòu)時代已然到來,Intel是否迸發(fā)出了新的創(chuàng)造力,又會帶給世界什么樣的新技術(shù)和產(chǎn)品?我們還是聽聽來自Intel的聲音~
     



Suny Li                            ~1

首先,我們想請Swan院士談一談 Intel 在先進(jìn)封裝技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)規(guī)劃和 [敏感詞]的研究成果。  
 

Johanna Swan                    ~1

好的 ,我首先給大家分享  Intel  先進(jìn)封裝技術(shù)路線圖,圖中 X 軸代表功率效率, Y 軸代表互連密度,Z 軸則展示了我們的技術(shù)可擴展性。


從標(biāo)準(zhǔn)封裝,到嵌入式多芯片互聯(lián)橋EMIB,更多的芯片被包含到封裝中,凸點間距也越來越小,從100um變?yōu)?5-36um。

然后,到 Foveros,開始將芯片堆疊在一起,進(jìn)行橫向和縱向之間的互連,凸點間距進(jìn)一步降低為50-25um。

下一步,Intel 要做小于10um的凸點間距。   達(dá)到小于 10 微米的凸點間距意味著什么?這就要說到 Intel 的混合鍵合技術(shù)Hybrid Bonding。

在今年 ECTC 上 Intel 發(fā)表了一篇關(guān)于混合鍵合技術(shù)的論文,這是一種在相互堆疊的芯片之間獲得更密集互連的方法,并可實現(xiàn)更小的外形尺寸。下圖左邊的技術(shù),被稱為 Foveros,凸點間距是 50 微米,每平方毫米有大約 400 個凸點。對于未來, Intel 要做的是縮減到大約 10 微米的凸點間距,并達(dá)到每平方毫米 10,000 個凸點。 

Hybrid Bonding 技術(shù)可以在芯片之間實現(xiàn)更多的互連,并帶來更低的電容,降低每個通道的功率,并讓我們朝著提供[敏感詞]產(chǎn)品的方向發(fā)展。

下圖是傳統(tǒng)凸點焊接技術(shù)和Hybrid Bonding 混合鍵合技術(shù)的比較,混合鍵合技術(shù)需要新的制造、操作、清潔和測試方法?;旌湘I合技術(shù)的優(yōu)勢包括:有更高的電流負(fù)載能力,可擴展的間距小于1微米,并且具有更好的熱性能。

從圖中我們可以看出,傳統(tǒng)凸點焊接技術(shù)兩個芯片中間是帶焊料的銅柱,將它們附著在一起進(jìn)行回流焊,然后進(jìn)行底部填充膠。   Hybrid Bonding 混合鍵合技術(shù)與傳統(tǒng)的凸點焊接技術(shù)不同, 混合鍵合技術(shù)沒有突出的凸點,特別制造的電介質(zhì)表面非常光滑,實際上還會有一個略微的凹陷。在室溫將兩個芯片附著在一起,再升高溫度并對它們進(jìn)行退火,銅這時會膨脹,并牢固地鍵合在一起,從而形成電氣連接。   混合鍵合技術(shù)可以將互聯(lián)間距縮小到10 微米以下,可獲得更高的載流能力,更緊密的銅互聯(lián)密度,并獲得比底部填充膠更好的熱性能。當(dāng)然, 混合鍵合技術(shù) 需要新的制造、清潔和測試方法。   為什么更小的間距會更有吸引力?   Intel 正在轉(zhuǎn)向Chiplet的設(shè)計思路,開始將SoC分解成 GPU、CPU、IO 芯片,然后通過SiP技術(shù)將它們集成在一個封裝內(nèi);然后,通過Chiplet技術(shù),更小的區(qū)塊擁有單獨的 IP,并且可以重復(fù)使用,這是一種非常優(yōu)秀的技術(shù),可根據(jù)特定客戶的獨特需求定制產(chǎn)品。

Chiplet 技術(shù)改變了芯片到芯片的互聯(lián), 更多的芯片間互聯(lián)需要更高的互聯(lián)密度,因此需要從傳統(tǒng)的凸點焊接轉(zhuǎn)向混合鍵合。

此外,我們面對另一個挑戰(zhàn),就是如何將這些芯片組裝到一起,并保持制造流程以相同的速度進(jìn)行?,F(xiàn)在有更多的芯片需要放置,能否在一次只放置一個芯片的基礎(chǔ)上以足夠快的速度加工?解決方案是批量組裝,我們稱之為自組裝Self-Assembly技術(shù)。

Intel 正在積極與法國原子能委員會電子與信息技術(shù)實驗室 CEA-LETI 合作,研究一次能夠放置多個芯片,同時進(jìn)行確定性快速放置,拾取并放置更多芯片。

自組裝過程中,芯片能夠?qū)⒆陨砘謴?fù)到[敏感詞]能量狀態(tài),你只需要讓它足夠接近,到[敏感詞]限度的能量狀態(tài)會自己組裝、放置到位,是一種自組裝機制。這是 Intel 與 CEA-LETI 一起進(jìn)行的研究。   我們已經(jīng)將混合鍵合、自組裝技術(shù)添加到先進(jìn)封裝技術(shù)的 Roadmap 中。


下接《一文讀懂 Intel 先進(jìn)封裝技術(shù)(二) 》  
 


免責(zé)聲明:本文轉(zhuǎn)載自“SiP與先進(jìn)封裝技術(shù)”,本文僅代表作者個人觀點,不代表薩科微及行業(yè)觀點,只為轉(zhuǎn)載與分享,支持保護(hù)知識產(chǎn)權(quán),轉(zhuǎn)載請注明原出處及作者,如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。

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