Qabaqcıl qablaşdırma “Moore than Moore” dövrünün texnoloji məqamlarından biridir.Çipləri hər bir proses qovşağında miniatürləşdirmək getdikcə çətinləşdikcə və bahalaşdıqca, mühəndislər birdən çox çipi təkmil paketlərə yerləşdirirlər ki, onları kiçilmək üçün mübarizə aparmasınlar.Bu məqalə qabaqcıl qablaşdırma texnologiyasında istifadə olunan ən ümumi 10 terminə qısa giriş təqdim edir.
2.5D paketləri
2.5D paketi ənənəvi 2D IC qablaşdırma texnologiyasının inkişafıdır və daha incə xətt və məkandan istifadəyə imkan verir.2.5D paketində çılpaq kalıplar üst-üstə yığılır və ya viyalar (TSVs) vasitəsilə silikonlu interposer təbəqənin üstünə yan-yana yerləşdirilir.Baza və ya ara qat, çiplər arasında əlaqə təmin edir.
2.5D paketi adətən yüksək səviyyəli ASIC-lər, FPGA-lar, GPU-lar və yaddaş kubları üçün istifadə olunur.2008-ci ildə Xilinx öz böyük FPGA-larını daha yüksək məhsuldarlığa malik dörd kiçik çipə böldü və onları silikon interposer təbəqəsinə birləşdirdi.Beləliklə, 2.5D paketləri yarandı və nəticədə yüksək bant genişliyi yaddaşı (HBM) prosessorunun inteqrasiyası üçün geniş istifadə olundu.
2.5D paketinin diaqramı
3D qablaşdırma
3D IC paketində məntiq kalıpları birlikdə və ya saxlama qəlibləri ilə birlikdə yığılır və böyük System-on-Chips (SoCs) qurmaq ehtiyacını aradan qaldırır.Kalıp bir-biri ilə aktiv interposer təbəqəsi ilə birləşdirilir, 2.5D IC paketləri interposer qatında komponentləri yığmaq üçün keçirici zərbələrdən və ya TSV-lərdən istifadə edir, 3D IC paketləri TSV-lərdən istifadə edərək komponentlərə çox sayda silikon vafli qatını birləşdirir.
TSV texnologiyası həm 2.5D, həm də 3D IC paketlərində əsas imkan verən texnologiyadır və yarımkeçiricilər sənayesi 3D IC paketlərində DRAM çipləri istehsal etmək üçün HBM texnologiyasından istifadə edir.
3D paketinin en kəsiyi görünüşü göstərir ki, silikon çiplər arasında şaquli əlaqə metal mis TSV-lər vasitəsilə əldə edilir.
Çiplet
Çipletlər CMOS və qeyri-CMOS komponentlərinin heterojen inteqrasiyasına imkan verən 3D IC qablaşdırmanın başqa bir formasıdır.Başqa sözlə, onlar paketdəki böyük SoC-lər deyil, çipletlər adlanan daha kiçik SoC-lərdir.
Böyük bir SoC-ni daha kiçik, daha kiçik çiplərə bölmək, tək bir çılpaq kalıpdan daha yüksək məhsuldarlıq və daha aşağı xərclər təklif edir.çipletlər dizaynerlərə hansı proses qovşağından istifadə edəcəyini və onu istehsal etmək üçün hansı texnologiyadan istifadə edəcəyini düşünmədən geniş IP-dən istifadə etməyə imkan verir.Çipi hazırlamaq üçün silikon, şüşə və laminat da daxil olmaqla geniş çeşiddə materiallardan istifadə edə bilərlər.
Çiplet əsaslı sistemlər bir vasitəçi təbəqədə çoxlu Çipletlərdən ibarətdir
Fan Out Paketləri
Fan Out paketində, daha çox xarici I/O təmin etmək üçün “bağlantı” çipin səthindən kənarlaşdırılır.O, kalıpa tam daxil edilmiş epoksi qəlibləmə materialından (EMC) istifadə edir ki, bu da vafli döymə, fluxing, flip-chip quraşdırma, təmizləmə, dib çiləmə və sərtləşdirmə kimi proseslərə ehtiyacı aradan qaldırır.Buna görə də, heterojen inteqrasiyanı çox asanlaşdıran heç bir vasitəçi təbəqə tələb olunmur.
Fan-out texnologiyası digər paket növləri ilə müqayisədə daha çox I/O ilə daha kiçik paket təklif edir və 2016-cı ildə Apple 16nm tətbiq prosessorunu və mobil DRAM-ı iPhone üçün vahid paketə inteqrasiya etmək üçün TSMC-nin qablaşdırma texnologiyasından istifadə edə bildiyi zaman texnologiya ulduzu idi. 7.
Fan-out qablaşdırma
Fan-Out Gofret Səviyyəli Qablaşdırma (FOWLP)
FOWLP texnologiyası silikon çipləri üçün daha çox xarici əlaqə təmin edən vafli səviyyəli qablaşdırmanın (WLP) təkmilləşdirilməsidir.Bu, çipin epoksi qəlibləmə materialına yerləşdirilməsini və sonra vafli səthində yüksək sıxlıqlı yenidən paylama təbəqəsinin (RDL) qurulmasını və yenidən qurulmuş vafli yaratmaq üçün lehim toplarının tətbiqini əhatə edir.
FOWLP paket və tətbiq lövhəsi arasında çox sayda əlaqə təmin edir və substrat kalıpdan daha böyük olduğundan, kalıp meydançası əslində daha rahatdır.
FOWLP paketinin nümunəsi
Heterojen inteqrasiya
Ayrı-ayrılıqda istehsal edilən müxtəlif komponentlərin daha yüksək səviyyəli birləşmələrə inteqrasiyası funksionallığı artıra və əməliyyat xüsusiyyətlərini təkmilləşdirə bilər, beləliklə, yarımkeçirici komponent istehsalçıları müxtəlif proses axınları ilə funksional komponentləri bir montajda birləşdirə bilirlər.
Heterojen inteqrasiya paketdə sistemə (SiP) bənzəyir, lakin bir substratda çoxlu çılpaq kalıpları birləşdirmək əvəzinə, bir substratda Çipletlər şəklində çoxlu IP-ləri birləşdirir.Heterojen inteqrasiyanın əsas ideyası eyni paketdə müxtəlif funksiyaları olan çoxlu komponentləri birləşdirməkdir.
Heterojen inteqrasiyada bəzi texniki tikinti blokları
HBM
HBM, yığın daxilində və yaddaş və məntiqi komponentlər arasında məlumat üçün yüksək bant genişliyi kanalları təmin edən standartlaşdırılmış stek saxlama texnologiyasıdır.HBM paketləri yaddaşı yığır və daha çox I/O və bant genişliyi yaratmaq üçün onları TSV vasitəsilə birləşdirir.
HBM, proqram prosessorları, GPU-lar və SoC-lərlə birlikdə paket daxilində çoxlu DRAM komponentlərini şaquli şəkildə birləşdirən JEDEC standartıdır.HBM ilk növbədə yüksək səviyyəli serverlər və şəbəkə çipləri üçün 2.5D paketi kimi həyata keçirilir.HBM2 buraxılışı indi ilkin HBM buraxılışının tutum və saat sürəti məhdudiyyətlərinə müraciət edir.
HBM paketləri
Ara qat
Interposer təbəqəsi paketdəki çox çipli çılpaq kalıpdan və ya lövhədən elektrik siqnallarının ötürüldüyü borudur.Bu, rozetkalar və ya birləşdiricilər arasındakı elektrik interfeysidir, siqnalların daha uzaqlara yayılmasına və həmçinin lövhədəki digər rozetkalara qoşulmasına imkan verir.
Aralayıcı təbəqə silikon və üzvi materiallardan hazırlana bilər və çoxölçülü kalıp ilə lövhə arasında körpü rolunu oynayır.Silikon interposer təbəqələri yüksək incə diapazonlu I/O sıxlığı və TSV formalaşma imkanları ilə sübut edilmiş texnologiyadır və 2.5D və 3D IC çip qablaşdırmasında əsas rol oynayır.
Sistem bölməli ara təbəqənin tipik tətbiqi
Yenidən bölüşdürmə təbəqəsi
Yenidən bölüşdürmə təbəqəsi paketin müxtəlif hissələri arasında elektrik əlaqələrini təmin edən mis birləşmələri və ya düzləşdirmələri ehtiva edir.Bu, metal və ya polimerik dielektrik materialın təbəqəsidir və çılpaq kalıp ilə paketə yığıla bilər və beləliklə, böyük çipsetlərin giriş/çıxış məsafəsini azaldır.Yenidən bölüşdürmə təbəqələri 2.5D və 3D paket həllərinin ayrılmaz hissəsinə çevrilərək, onların üzərindəki çiplərin vasitəçi təbəqələrdən istifadə edərək bir-biri ilə əlaqə saxlamasına imkan verir.
Yenidən paylama təbəqələrindən istifadə edərək inteqrasiya olunmuş paketlər
TSV
TSV 2.5D və 3D qablaşdırma həlləri üçün əsas tətbiq texnologiyasıdır və silikon vafli kalıp vasitəsilə şaquli əlaqəni təmin edən mis ilə doldurulmuş vaflidir.O, elektrik əlaqəsini təmin etmək üçün bütün kalıpdan keçir və kalıbın bir tərəfindən digərinə ən qısa yolu təşkil edir.
Vaflinin ön tərəfindən müəyyən bir dərinliyə qədər deşiklər və ya çubuqlar həkk olunur, sonra izolyasiya edilir və keçirici material (adətən mis) qoyaraq doldurulur.Çip hazırlandıqdan sonra, TSV əlaqəsini tamamlamaq üçün vafli və vaflinin arxa tərəfində yığılmış metalı ifşa etmək üçün vaflinin arxa tərəfindən nazikləşdirilir.
Göndərmə vaxtı: 07 iyul 2023-cü il