来源:DeepTech深科技
据报道,全球最大半导体代工企业台积电正在与Google等美国客户共同测试、开发一种先进的“整合芯片”封装技术,并计划于2022年量产。
届时,Google及AMD将成为其第一批客户,Google计划将最新技术的芯片用于自动驾驶,而AMD则希望借此加大在与Intel之间竞争胜出的概率。
台积电将此3D封装技术命名为“SoIC(System on Integrated Chips)”,该方案可以实现将几种不同类型的芯片(例如处理器、内存或传感器)堆叠和链接到一个封装实体之中,因此得到的芯片尺寸更小,性能更强,能耗也更低。
多名消息人士称,此技术将有助于半导体产业改变当前摩尔定律难以延续的现状。
2018年4月,在美国加州圣克拉拉举行的第二十四届年度技术研讨会上,台积电首度对外界公布了这一技术方案,它的出现,迎合了“异构小芯片集成”的趋势,是该领域的关键技术之一。
根据台积电在会中的说明,SoIC是一种创新的多芯片堆叠技术,一种晶圆对晶圆的键合技术。它是基于台积电的晶圆基底芯片(CoWoS)封装技术与多晶圆堆叠(WoW)封装技术开发的新一代创新封装技术,可以让台积电具备直接为客户生产3D IC的能力。
图|台积电-SoIC,实现不同尺寸、功能和晶圆节点技术良品芯片的异构整合
有别于传统的封装技术,TSMC-SoIC是以关键的铜到铜接合结构,搭配直通硅晶穿孔(TSV)实现的3D IC技术。2019年4月,台积电宣布完成全球首颗3D IC封装。
图|台积电-SoIC,整体3D系统集成
今年4月,台积电宣布封装技术再升级,针对先进封装打造的晶圆级系统整合技术(WLSI)平台,通过导线互连间距密度和系统尺寸上持续升级,SoIC技术除了延续及整合现有整合型扇出(InFO)及CoWoS技术,在系统单芯片性能上也取得显著突破。
目前台积电已完成TSMC-SoIC制程认证,开发出了微米级接合间距制程,并获得较高的电性良率与可靠度数据。
无独有偶,在3D封装技术方面,三星和英特尔也并没有落于人后。
今年8月,三星公布了自家的X-Cube 3D IC封装技术,其全称为eXtended-Cube,意为拓展的立方体。在Die之间的互联上面,它使用的是成熟的硅穿孔工艺。
目前X-Cube测试芯片已经能够做到将SRAM层堆叠在逻辑层之上,通过TSV进行互联,制程使用三星自家7nm EUV工艺。
图|三星X-Cube
三星表示这样可以将SRAM与逻辑部分分离,更易于扩展SRAM的容量。另外,3D封装缩短了Die之间的信号距离,能够提升数据传输速度并提高能效。
而英特尔则更为激进,早在2018年12月,就展示了名为“Foveros”的全新3D封装技术,这是继2018年英特尔推出嵌入式多芯片互连桥接(EMIB)封装技术之后的又一个飞跃。
图|英特尔Foveros
今年6月11日,英特尔更是直接推出采用Foveros 3D封装技术和混合CPU架构的英特尔酷睿处理器Lakefield。
另外,据多家消息人士称,规模相对较小的中芯国际也正在寻求点亮类似的先进芯片封装技能,他们也已经从台积电的一些供应商订购设备,以运行小型先进封装生产线。
封装,这个以往在芯片产业链中处于低端的流程,无疑已经成为多方势力角逐的新赛道,而不管“鹿死谁手”,消费者都将享受到更好的智能设备。