הבהרה של סימפוזיון הטכנולוגיה של TSMC 2021 - אריזה

סימפוזיון הטכנולוגיה של TSMC האחרון סיפק מספר הכרזות ביחס להצעות האריזות המתקדמות שלהם.

כללי

3DFbric^TM

בשנה שעברה, TSMC מיזגה את היצע חבילות ה-2.5D והתלת-ממד שלה למותג אחד ומקיף - 3DFbric.

טכנולוגיית חבילת 2.5D - CoWoS

אפשרויות האריזה 2.5D מחולקות למשפחות CoWoS ו-InFO.

ה"מסורתי" שבב על פרוסות-על מצע עם מתקן סיליקון לקישוריות של שכבת חלוקה מחדש למות (RDL) חוגגת את השנה העשירית לייצור בנפח גבוה.

האופציה של CoWoS-R מחליפה את משלב הסיליקון (היקר) המשתרע על פני שטח מיקום התבנית 2.5D במשבץ מצע אורגני. ההחלפה של ה-CoWoS-R היא גובה הקו הפחות אגרסיבי עבור חיבורי ה-RDL - למשל, גובה 4um על האורגני, בהשוואה ל-sub-um pitch עבור CoWoS-S.

בין אפשרויות הסיליקון –S והאורגני –R interposer, משפחת TSMC CoWoS כוללת תוספת חדשה יותר, עם גשר סיליקון "מקומי" לחיבור (טווח קצר במיוחד) בין קצוות תבנית סמוכים. רסיסי סיליקון אלו משובצים במצע אורגני, ומספקים הן חיבורי USR בצפיפות גבוהה (עם גובה L/S הדוק) והן את תכונות החיבור וחלוקת הכוח של חוטים ומישורים (עבים) על מצע אורגני.

שים לב ש-CoWoS מיועדת כזרימת הרכבה "אחרון שבב", עם תבנית מחוברת למחבר המיוצר.

• טכנולוגיית חבילת 2.5D – מידע

InFO משתמש בתבנית (יחיד או מרובה) על מנשא שמוטמעים לאחר מכן בתוך רקיק משוחזר של תרכובת דפוס. שכבות החיבור RDL והדיאלקטריות מיוצרות לאחר מכן על הפרוסה, זרימת תהליך "השבב ראשון". ה-InFO עם קוביות בודדות מספק אפשרות לספירת בליטות גבוהה, כאשר חוטי ה-RDL משתרעים החוצה מאזור התבנית - כלומר, טופולוגיה של "מניפה החוצה". כפי שמודגם להלן, אפשרויות טכנולוגיית ה-InFO מרובות המות כוללות:

• • InFO-PoP: "חבילה-על-חבילה"
  • InFO-oS: "הרכבה של מידע על מצע"

• טכנולוגיית אריזה תלת מימדית - SoIC

חבילות התלת-ממד משויכות לפלטפורמת ה-SoIC, המשתמשת בתבנית מוערמת עם הדבקה ישירה של רפידות, בכיוון פנים אל פנים או פנים אל גב - מסומן כ-SoIC chip-on-wafer. דרך סיליקון (TSVs) מספקים קישוריות דרך קובייה בערימה התלת-ממדית.

מפת הדרכים לפיתוח SoIC מומחשת להלן - כדוגמה, תצורות קוביות N7-on-N7 יהיו מוסמכות ב-4Q21.

הכרזות על טכנולוגיית אריזה חדשה

היו כמה הכרזות מפתח בסימפוזיון השנה.

• גודל אריזה מרבי ושיפורי RDL

הדרישה למספר גדול יותר של קוביות 2.5D המשולבות בחבילה אחת מניעה את הצורך בייצור RDL על פני שטח גדול יותר, בין אם על משלב או על פרוסות משוחזרות. TSMC המשיכה להרחיב את "תפירת" החיבורים מעבר לגודל הרשת המקסימלית של חשיפה יחידה. באופן דומה, יש צורך בשכבות RDL נוספות (עם גובה תיל אגרסיבי).

מפת הדרכים לגדלים גדולים יותר של חבילות ושכבות RDL כוללת:

• • CoWoS-S: רשת 3X (מוסמך על ידי YE'2021)
  • CoWoS-R: רשת 45X (3X בשנת 2022), 4 שכבות RDL על המצע האורגני (W/S: 2um/2um), בהסמכת אמינות באמצעות SoC + 2 ערימות HBM2
  • CoWoS-L: רכב מבחן בהערכת מהימנות בגודל רשת פי 1.5, עם 4 גשרים מקומיים בין 1 SoC ו-4 ערימות HBM2
  • InFO_oS: רשת 5X (51 מ"מ x 42 מ"מ, על אריזה של 110 מ"מ על 110 מ"מ), 5 שכבות RDL (W/S: 2um/2um), כרגע בהערכת אמינות

האיור שלהלן ממחיש תצורת InFO_oS פוטנציאלית, עם קוביית לוגיקה מוקפת ב-I/O SerDes שבבי תמיכה במתג רשת מהיר/גבוה.

• • InFO_B (למטה)

תצורת InFO_PoP המוצגת למעלה מתארת ​​מכלול InFO עם מודול DRAM מחובר למעלה, עם חיבורים בין שכבות ה-DRAM וה-RDL.

TSMC משנה את היצע ה-InFO_PoP הזה, כדי לאפשר את השלמת הרכבת החבילה (LPDDR DRAM) אצל יצרן חוזה חיצוני/OSAT, אפשרות המצוינת ב-InFO_B, כפי שמוצג להלן.

בהתאם, TSMC הרחיבה את "פלטפורמת החדשנות הפתוחה" כך שתכלול שותפי 3DFabric המוסמכים להרכבה סופית של InFO_B. (נכון לעכשיו, החברות השותפות של 3DFabric הן: Amkor Technology, ASE Group, Integrated Service Technology ו-SK Hynix.)

• • CoWoS-S "ארכיטקטורה סטנדרטית" (STAR)

יישום עיצוב נפוץ עבור CoWoS-S הוא שילוב של SoC יחיד עם ערימות זיכרון מרובות רוחב פס גבוה (HBM). רוחב אפיק הנתונים בין התבנית הלוגית לערימות HBM2E (דור שני) גדול מאוד - כלומר 2 סיביות.

אתגרי הניתוב ושלמות האותות לחיבור ערימות HBM ל-SoC דרך ה-RDL הם ניכרים. TSMC מספקת לחברות מערכות מספר תצורות עיצוב סטנדרטיות של CoWoS-S כדי לזרז פיתוח הנדסי ולוחות זמנים לניתוח חשמל. האיור שלהלן ממחיש כמה מהאפשרויות השונות של CoWoS-S, החל מ-2 עד 6 ערימות HBM2E.

TSMC צופה שיעור אימוץ גבוה של יישומי עיצוב סטנדרטיים אלה בשנת 2021.

• חומרים חדשים של TIM

סרט דק של חומר ממשק תרמי (TIM) נהוג לשלב בחבילה מתקדמת, כדי לסייע בהפחתת ההתנגדות התרמית הכוללת מהתבנית הפעילה לסביבת הסביבה. (במכשירים בעלי הספק גבוה מאוד, בדרך כלל מיושמות שתי שכבות חומר TIM - שכבה פנימית בין התבנית למכסה האריזה ואחת בין האריזה לגוף הקירור.)

בהתאם לפיזור הכוח המוגבר של תצורות חבילות גדולות יותר, צוות המחקר והפיתוח של TSMC לאריזה מתקדמת רודף אחר אפשרויות חומר TIM פנימיות חדשות, כפי שמתואר להלן.

• הרחבת יכולת הייצור של אריזה מתקדמת (AP).

בציפייה לאימוץ מוגבר של השלמה המלאה של אריזות 3DFabric, TSMC משקיעה משמעותית בהרחבת יכולת הייצור של האריזות המתקדמות (AP), כפי שמוצג להלן.

למידע נוסף על טכנולוגיית 3DFabric של TSMC, אנא עקוב אחר זה קישור.

-צ'יפגיא

שתף את הפוסט הזה באמצעות: מקור: https://semiwiki.com/semiconductor-manufacturers/tsmc/299955-highlights-of-the-tsmc-technology-symposium-2021-packaging/