أبرز أحداث ندوة تكنولوجيا TSMC 2021 - التغليف

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

قدمت ندوة التكنولوجيا الأخيرة لشركة TSMC العديد من الإعلانات المتعلقة بعروض التغليف المتقدمة الخاصة بها.

العلاجات العامة

3D النسيج^TM

في العام الماضي، قامت TSMC بدمج عروض الباقة 2.5D و3D في علامة تجارية واحدة شاملة – 3D النسيج.

قماش ثلاثي الأبعاد

تقنية الحزمة 2.5D – CoWoS

تنقسم خيارات التغليف 2.5D إلى عائلات CoWoS وInFO.

تحتفل شريحة الرقاقة "التقليدية" على الرقاقة مع وسيط السيليكون لطبقة إعادة التوزيع (RDL) بعامها العاشر من التصنيع بكميات كبيرة.

يحل خيار CoWoS-R محل وسيط السيليكون (باهظ الثمن) الذي يمتد على مدى منطقة وضع القالب 2.5D مع وسيط الركيزة العضوية. إن المقايضة الخاصة بـ CoWoS-R هي خطوة الخط الأقل عدوانية لوصلات RDL - على سبيل المثال، خطوة 4um على المادة العضوية، مقارنة بطبقة الصوت الفرعية لـ CoWoS-S.

بين خيارات المتداخلين السيليكون –S والعضوي –R، تشتمل عائلة TSMC CoWoS على إضافة أحدث، مع جسر سيليكون "محلي" للتوصيل البيني (قصير المدى للغاية) بين حواف القالب المجاورة. يتم تضمين شظايا السيليكون هذه في ركيزة عضوية، مما يوفر اتصالات USR عالية الكثافة (مع درجة L/S ضيقة) وميزات التوصيل البيني وتوزيع الطاقة للأسلاك والطائرات (السميكة) على ركيزة عضوية.

لاحظ أن CoWoS تم تعيينه على أنه تدفق التجميع "الشريحة الأخيرة"، مع ربط القالب بالوسيط المُصنع.

تقنية الحزمة 2.5D – معلومات

يستخدم InFO قالبًا (مفردًا أو متعددًا) على حامل يتم دمجه لاحقًا في رقاقة مُعاد تشكيلها من مركب القولبة. يتم بعد ذلك تصنيع الطبقات البينية والعازلة للكهرباء RDL على الرقاقة، وهو تدفق عملية "الشريحة أولاً". توفر وحدة InFO ذات القالب الفردي خيارًا لعدد الصدمات العالية، مع تمديد أسلاك RDL إلى الخارج من منطقة القالب - أي طوبولوجيا "المروحة للخارج". كما هو موضح أدناه، تتضمن خيارات تقنية InFO متعددة القالب ما يلي:

- InFO-PoP: "حزمة على حزمة"
- InFO-oS: "تجميع المعلومات على الركيزة"

خيارات المعلومات

تكنولوجيا التغليف ثلاثي الأبعاد – SoIC

ترتبط الحزم ثلاثية الأبعاد بمنصة SoIC، التي تستخدم قالبًا مكدسًا مع ربط مباشر للوسادة، إما في اتجاه وجهًا لوجه أو وجهًا لظهر - يُشار إليه برقاقة SoIC على الرقاقة. من خلال منافذ السيليكون (TSVs) توفر الاتصال من خلال قالب في المكدس ثلاثي الأبعاد.

تم توضيح خريطة طريق تطوير SoIC أدناه - على سبيل المثال، سيتم تأهيل تكوينات قالب N7-on-N7 في الربع الرابع من عام 4.

التعبئة والتغليف سويك tsmc

إعلانات تكنولوجيا التغليف الجديدة

كانت هناك العديد من الإعلانات الرئيسية في ندوة هذا العام.

الحد الأقصى لحجم الحزمة وتحسينات RDL

يؤدي الطلب على عدد أكبر من قوالب 2.5D المدمجة في حزمة واحدة إلى زيادة الحاجة إلى تصنيع RDL عبر مساحة أكبر، سواء على وسيط أو الرقاقة المعاد تشكيلها. واصلت TSMC توسيع "خياطة" الوصلات البينية بما يتجاوز الحد الأقصى لحجم شبكاني التعرض الفردي. وبالمثل، هناك حاجة لطبقات RDL إضافية (مع درجة سلك قوية).

تتضمن خريطة الطريق لأحجام الحزم الأكبر وطبقات RDL ما يلي:

- CoWoS-S: شبكاني 3X (مؤهل بواسطة YE'2021)
- CoWoS-R: شبكاني 45X (3X في عام 2022)، 4 طبقات RDL على الركيزة العضوية (W/S: 2um/2um)، في مؤهل الموثوقية باستخدام مكدسات قوالب SoC + 2 HBM2
- CoWoS-L: مركبة اختبارية في تقييم الموثوقية بحجم شبكاني 1.5X، مع 4 جسور محلية مترابطة بين 1 SoC و4 مجموعات قوالب HBM2
- InFO_oS: 5X شبكاني (51 مم × 42 مم، على حزمة 110 مم × 110 مم)، 5 طبقات RDL (W/S: 2um/2um)، قيد تقييم الموثوقية حاليًا

يوضح الشكل أدناه تكوين InFO_oS المحتمل، مع القالب المنطقي المحاط برقائق I/O SerDes، لدعم محول الشبكة عالي السرعة/عالي الجذر.

معلومات نظام التشغيل التعبئة والتغليف Tsmc

- InFO_B (أسفل)

يصور تكوين InFO_PoP الموضح أعلاه مجموعة InFO مع وحدة DRAM متصلة في الأعلى، مع فتحات بين طبقات DRAM وطبقات التوصيل البيني RDL.

تقوم TSMC بتعديل عرض InFO_PoP هذا، لتمكين تجميع حزمة (LPDDR DRAM) من الاكتمال لدى شركة مصنعة بعقد خارجي/OSAT، وهو خيار مشار إليه في InFO_B، كما هو موضح أدناه.

معلومات ب

وفي المقابل، قامت TSMC بتوسيع "منصة الابتكار المفتوحة" لتشمل شركاء 3DFabric المؤهلين للتجميع النهائي لـ InFO_B. (حاليًا، الشركات الشريكة لـ 3DFabric هي: Amkor Technology، وASE Group، وIntegrated Service Technology، وSK Hynix.)

- CoWoS-S "البنية القياسية" (STAR)

أحد تطبيقات التصميم السائدة لـ CoWoS-S هو تكامل SoC واحد مع مجموعات قوالب متعددة من الذاكرة ذات النطاق الترددي العالي (HBM). عرض ناقل البيانات بين القالب المنطقي ومكدسات HBM2E (الجيل الثاني) كبير جدًا - أي 2 بت.

تعد تحديات التوجيه وسلامة الإشارة لتوصيل مكدسات HBM بـ SoC من خلال RDL كبيرة. تزود TSMC شركات الأنظمة بالعديد من تكوينات تصميم CoWoS-S القياسية لتسريع التطوير الهندسي وجداول التحليل الكهربائي. يوضح الشكل أدناه بعض خيارات CoWoS-S المختلفة، والتي تتراوح من 2 إلى 6 مكدسات HBM2E.

النجوم

تتوقع TSMC معدل اعتماد مرتفع لتطبيقات التصميم القياسية هذه في عام 2021.

مواد تيم جديدة

عادةً ما يتم دمج طبقة رقيقة من مادة الواجهة الحرارية (TIM) في حزمة متقدمة، للمساعدة في تقليل المقاومة الحرارية الإجمالية من القالب النشط إلى البيئة المحيطة. (بالنسبة للأجهزة ذات الطاقة العالية جدًا، يتم عادةً تطبيق طبقتين من مادة TIM - طبقة داخلية بين القالب وغطاء العبوة وواحدة بين العبوة والمشتت الحراري.)

بالتوافق مع زيادة تبديد الطاقة لتكوينات العبوات الأكبر حجمًا، يسعى فريق البحث والتطوير للتغليف المتقدم لدى TSMC إلى الحصول على خيارات جديدة لمواد TIM الداخلية، كما هو موضح أدناه.

خارطة طريق تيم