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封装技术新突破 芯片封装更简单

2019-05-10 10:57
来源: 微迷网

材料替代哪家强?

更多的封装技术研发即将到来,尽管并非所有的封装都能贴上先进封装的标签。例如,需要考虑印刷及柔性电子技术的发展。在这些情况下,封装可以采用柔性基板或使用3D打印机创建的材料。这些工艺大部分都采用添加剂,而不是在硅上刻蚀。

“你可以采用金属聚合物印刷,形成可融合的复合材料。”Brewer Science公司设备工程主任兼荣誉退休教授Ryan Giedd说道,“这样效率更高,问题也更少。”

重量一直是限制电动汽车发展的主要问题之一,因为重量越轻,每次充电后续航里程就更远,并且可以像胶带一样粘在柔性衬底上,比将多个芯片集成的多层印刷电路板轻得多。但是这项技术也刚刚起步。目前还没有好的物理模型来准确证明这些芯片在各种情况下的表现。

“这不同于硅基电子产品。”Giedd说,“该技术会产生不同的影响,每种影响都需要不同的模型。也许今天你就不能使用现成的软件了。”

封装技术新突破 芯片封装更简单

图2:柔性印刷电路板

Chiplet模式问世

小芯片(Chiplet)概念在封装领域兴起,其基本思想是为各类元件创建即插即用的方式。Chiplet模式是为了标准化流程,以降低成本,使芯片制造商能够更快地构建系统。

第一家采用该模式的公司是美满电子科技(Marvell)公司,该公司开发了Modular Chip (MoChi?)架构,允许客户从功能菜单中进行选择。该公司的网络首席技术官Yaniv Kopelman说:“我们评估了众多技术选项,发现最好的方法是在多芯片组件(MCM)封装中采用标准有机衬底。该方法有以下几个优点:首先,所有的封测厂商都知道怎么操作。其次,芯片的数量或放置方式也没有限制。最吸引人的优势还属它的成本效益。该方法的唯一负面影响是带宽有限,但在大尺寸器件上没有那么重要。”

这一领域仍有许多其它研究正在进行。例如,美国国防高级研究计划局(DARPA)的芯片项目(CHIPS)计划旨在简化各种政府和商业应用中复杂芯片的开发。此外,Marvell和Kandou Bus又是USR(Ultra Short Reach,超短距离连接)联盟的成员,该联盟正在开发一种将各种小芯片连接在一起的标准方法。除此之外,去年秋天该联盟还创建了第三小组,命名为开放域特定体系结构小组(Open Domain-Specific Architecture Workgroup)。该组成员包括格罗方德(GlobalFoundries)、Netronome、Achronix、Kandou Bus、恩智浦(NXP)、Sarcina和SiFive等。

“我们正在进行开发概念验证。”Netronome产品副总裁Ron Renwick说道,“目前Netronome正致力于研究连接RISC处理器和现场可编程门阵列(FPGA)。我们还在开发如何实现这一目标的技术规范,以及从知识产权角度来看如何实现这一目标的商业模式。该研究可以在6月底完成,之后我们将于9月份在阿姆斯特丹举办的开放计算项目峰会(Open Compute Project Summit)上展示这一概念。”

结论

封装技术变得越来越重要和复杂,但同时在各种有助于降低成本的方法上,该领域也显示出逐渐稳定下来的迹象。各方势力都在共同努力来实现这一目标,但这也不是唯一的前进道路。

更多的讨论和活动也围绕着结合历史上尚未解决的技术展开,例如利用非先进制程节点模拟器件和存储器的封装方式来完成5nm或3nm逻辑芯片封装。随着摩尔定律的演进,开发周期变长,开发成本也变高,这些节点的制程工艺开始受到限制。这将标志着方向的巨大转变,其影响将非常显著。

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