TSMC Technology Symposium 2021: n kohokohdat - Pakkaus

Äskettäinen TSMC Technology Symposium antoi useita ilmoituksia heidän edistyneistä pakkausvalikoimistaan.

general

3DFkangas^TM

Viime vuonna TSMC yhdisti 2.5D- ja 3D-pakettitarjouksensa yhdeksi kattavaksi tuotemerkiksi - 3DFkangas.

2.5D-pakettitekniikka - CoWoS

2.5D-pakkausvaihtoehdot on jaettu CoWoS- ja InFO-perheisiin.

"Perinteinen" siru-vohveli-substraatti, jossa on pii-välikappale, die-to-die -jakelukerroksen (RDL) liitettävyyttä varten, vietetään kymmenvuotista suurten volyymien valmistusvuottaan.

CoWoS-R-vaihtoehto korvaa (kalliiden) piidioksidien, jotka ulottuvat 2.5D: n suuttimen sijoitusalueen laajuuteen, orgaanisella substraattivälillä. CoWoS-R: n kompromissi on vähemmän aggressiivinen linjakorkeus RDL-liitännöille - esim. 4um sävelkorkeus orgaanisessa, verrattuna CoWoS-S: n sub-um sävelkorkeuteen.

Piin –S ja orgaanisen –R välilevyvaihtoehtojen välillä TSMC CoWoS -perhe sisältää uudemman lisäyksen, jossa on ”paikallinen” piisilta (erittäin lyhyen ulottuvuuden) kytkemiseksi vierekkäisten muottien reunojen välille. Nämä piipiipat on upotettu orgaaniseen substraattiin, mikä tarjoaa sekä suuren tiheyden USR-liitännät (tiukalla L / S-nousulla) että orgaanisten alustojen (paksujen) johtojen ja tasojen yhdistämis- ja tehonjako-ominaisuudet.

Huomaa, että CoWoS on nimetty "lastun viimeiseksi" kokoonpanovirraksi, jossa suukappale on kiinnitetty valmistettuun välikappaleeseen.

• 2.5D-pakettitekniikka - InFO

InFO käyttää (yksittäisiä tai useita) muotteja kantajalla, jotka myöhemmin upotetaan uudelleen muodostettuun muoviseoksen kiekkoon. RDL-yhdys- ja dielektriset kerrokset valmistetaan myöhemmin kiekolla, "siru ensin" -prosessivirralla. Yhden kuoleman InFO tarjoaa korkean kolhun laskentavaihtoehdon RDL-johtimien ulottuessa muotin alueelta ulospäin - ts. "Tuulettimen" topologian. Kuten alla on havainnollistettu, monen muotin InFO-teknologiavaihtoehdot sisältävät:

• • InFO-PoP: "paketti paketilla"
  • InFO-oS: "InFO-kokoonpano alustalle"

• 3D-pakkaustekniikka - SoIC

3D-paketit liittyvät SoIC-alustaan, joka hyödyntää pinottua suulaketta, jossa on suora liimaus, joko kasvotusten tai kasvot taaksepäin - merkitty SoIC-siru-vohveliksi. Piin läpiviennit (TSV) tarjoavat yhteyden 3D-pinossa olevan muotin kautta.

SoIC-kehityksen etenemissuunnitelma on esitetty alla - esimerkkinä N7-on-N7-muottien kokoonpanot hyväksytään 4Q21: ssä.

Uudet pakkaustekniikan ilmoitukset

Tämän vuoden symposiumissa oli useita keskeisiä ilmoituksia.

• paketin enimmäiskoko ja RDL-parannukset

Suuremman määrän, 2.5D-suulakkeita, jotka on integroitu yhteen pakettiin, vaatii RDL-valmistuksen tarvetta suuremmalla alueella, joko välikappaleella tai uudelleen valmistetulla kiekolla. TSMC on jatkanut yhteenliittämisten ”ompelemista” yhden valotuksen maksimikokoisen verkon yli. Samoin tarvitaan lisää RDL-kerroksia (aggressiivisella lankavälillä).

Suurempien pakkauskokojen ja RDL-kerrosten tiekartta sisältää:

• • CoWoS-S: 3X ristikko (pätevä YE'2021)
  • CoWoS-R: 45X ristikko (3X vuonna 2022), 4 RDL-kerrosta orgaanisella substraatilla (W / S: 2um / 2um), luotettavuuskelpoinen käyttämällä SoC + 2 HBM2 -muotipinoja
  • CoWoS-L: testiajoneuvo luotettavuuden arvioinnissa 1.5-kertaisella ristikkokoolla, 4 paikallista yhdyssiltaa 1 SoC: n ja 4 HBM2-muotopinon välillä
  • InFO_oS: 5X ristikko (51mm x 42mm, 110mm x 110mm pakkauksessa), 5 RDL-kerrosta (L / S: 2um / 2um), parhaillaan luotettavuuden arvioinnissa

Alla oleva kuva havainnollistaa potentiaalista InFO_oS-kokoonpanoa, jossa logiikkasuulake ympäröi I / O SerDes -signaaleja, nopeiden / suurten radix-verkkokytkimien tueksi.

• • InFO_B (alhaalla)

Yllä esitetty InFO_PoP-kokoonpano kuvaa InFO-kokoonpanoa, jonka yläosaan on kiinnitetty DRAM-moduuli, ja DRAM- ja RDL-liitäntäkerrosten välissä on vias.

TSMC muuttaa tätä InFO_PoP-tarjontaa, jotta (LPDDR DRAM) -pakettikokoonpano voidaan suorittaa loppuun ulkopuolisella sopimusvalmistajalla / OSAT: lla.

Vastaavasti TSMC on laajentanut "avointa innovaatioalustaa" kattamaan 3DFabric-kumppanit, jotka ovat päteviä InFO_B-loppukokoonpanoon. (Tällä hetkellä 3DFabric-kumppaniyritykset ovat: Amkor Technology, ASE Group, Integrated Service Technology ja SK Hynix.)

• • CoWoS-S-standardiarkkitehtuuri (STAR)

CoWoS-S: n yleinen suunnittelutoteutus on yhden SoC: n integrointi useiden HBM (High-Bandwidth Memory) -suodattimien kanssa. Tietoväyläleveys logiikkasuulakkeen ja HBM2E (2. sukupolvi) -pinoiden välillä on erittäin suuri - eli 1024 bittiä.

Reitityksen ja signaalin eheyden haasteet HBM-pinojen liittämiseksi SoC: hen RDL: n kautta ovat huomattavat. TSMC tarjoaa järjestelmäyrityksille useita standardinmukaisia ​​CoWoS-S-suunnittelukokoonpanoja nopeuttamaan suunnittelun kehittämistä ja sähköisen analyysin aikatauluja. Alla oleva kuva kuvaa joitain CoWoS-S-vaihtoehdoista, jotka vaihtelevat 2-6 HBM2E-pinon välillä.

TSMC ennakoi näiden vakiomallinnusten korkean käyttöönoton olevan vuonna 2021.

• uudet TIM-materiaalit

Lämpörajapintamateriaalin (TIM) ohutkalvo sisällytetään yleisesti edistyneeseen pakkaukseen, mikä auttaa vähentämään kokonaislämpövastusta aktiivisesta suulakkeesta ympäröivään ympäristöön. (Erittäin suuritehoisille laitteille käytetään tavallisesti kahta TIM-materiaalikerrosta - sisäkerros muotin ja pakkauksen kannen välillä ja yksi pakkauksen ja jäähdytyselementin välillä.)

Suurempien pakettikokoonpanojen lisääntynyt tehohäviö vastaa TSMC: n edistyneiden pakkausten tuotekehitysryhmää, joka etsii uusia sisäisiä TIM-materiaalivaihtoehtoja, kuten alla on esitetty.

• kehittynyt pakkausten (AP) valmistuskapasiteetin laajentaminen

Odotettaessa 3DF-kangaspakkausten täydellisen käyttöönoton lisääntymistä TSMC investoi merkittävästi edistyneiden pakkausten (AP) valmistuskapasiteetin laajentamiseen, kuten alla on esitetty.

Saat lisätietoja TSMC: n 3DFabric-tekniikasta seuraamalla tätä linkkiä.

-pikkutyttö

Jaa tämä viesti: Lähde: https://semiwiki.com/semiconductor-manufacturers/tsmc/299955-highlights-of-the-tsmc-technology-symposium-2021-packaging/