Pengantar

Intel adalah pemimpin global dalam industri dan inovasi semikonduktor, berdedikasi untuk mendorong inovasi dan terobosan dalam teknologi seperti kecerdasan buatan, 5G, dan komputasi kinerja tinggi, serta mendukung dunia cerdas yang saling terhubung. 56 tahun yang lalu, salah satu pendiri Intel, Gordon Moore, mengusulkan Hukum Moore yang menjadi pendorong perkembangan industri sirkuit terpadu hingga saat ini. Di bidang pengemasan tingkat lanjut, Intel tetap menjadi pemimpin teknologi, secara kreatif memperkenalkan teknologi pengemasan dan interkoneksi canggih seperti EMIB, Foveros, Co-EMIB, dan ODI, yang terus mendorong kemajuan teknologi. Hari ini, kami berkesempatan untuk terhubung dengan Johanna Swan, Direktur Riset Pengemasan dan Solusi Sistem di Intel, untuk terlibat dalam komunikasi mendalam dan pertukaran tentang teknologi pengemasan canggih, dan untuk mempelajari tentang perkembangan mutakhir dalam pengemasan canggih. Di bidang komputer pribadi, Intel tidak diragukan lagi adalah perusahaan paling kreatif. Intel Inside telah menembus hati banyak orang. Dari Pentium hingga Core, dan kemudian ke i3, i5, i7, dan i9, setiap produk menghadirkan pengalaman baru bagi masyarakat, mendorong dunia digital terus maju.

Era heterogenitas telah tiba. Apakah Intel telah mengeluarkan kreativitas baru, dan teknologi serta produk baru apa yang akan dihadirkannya ke dunia? Mari kita dengarkan suara dari Intel.

Suny Li 

Pertama, kami ingin meminta Direktur Swan untuk berbicara tentang rencana penelitian dan pengembangan Intel serta hasil penelitian terkini di bidang teknologi pengemasan canggih.

Johanna Angsa 

Tentu, pertama-tama saya ingin berbagi dengan semua orang tentang peta jalan Intel untuk teknologi pengemasan tingkat lanjut. Sumbu X pada tabel menunjukkan efisiensi daya, sumbu Y menunjukkan kepadatan interkoneksi, dan sumbu Z menunjukkan skalabilitas teknologi kami.

Dari kemasan standar hingga jembatan interkoneksi multi-chip tertanam (EMIB), semakin banyak chip yang disertakan dalam paket, dan jarak antar tonjolan menjadi lebih kecil, menurun dari 100um menjadi 55-36um.

Selanjutnya, Intel bertujuan untuk mencapai bump pitch yang lebih kecil dari 10um. Apa yang dimaksud dengan mencapai bump pitch yang lebih kecil dari 10 mikrometer? Hal ini membawa kita pada teknologi Hybrid Bonding Intel.

Pada ECTC tahun ini, Intel mempresentasikan makalah tentang teknologi Hybrid Bonding, yang merupakan metode untuk mencapai interkoneksi yang lebih padat antara tumpukan chip dan memungkinkan faktor bentuk yang lebih kecil. Teknologi di sisi kiri diagram, yang dikenal sebagai Foveros, memiliki bump pitch sebesar 50 mikrometer, dengan sekitar 400 bump per milimeter persegi. Di masa depan, Intel bertujuan untuk mengurangi bump pitch menjadi sekitar 10 mikrometer dan mencapai 10,000 bump per milimeter persegi.

Teknologi Hybrid Bonding memungkinkan lebih banyak interkoneksi antar chip, sehingga menghasilkan kapasitansi yang lebih rendah, pengurangan daya per saluran, dan arahan untuk menghadirkan produk-produk unggulan.

Diagram berikut membandingkan teknologi bump bonding tradisional dengan teknologi Hybrid Bonding. Teknologi Hybrid Bonding memerlukan metode manufaktur, penanganan, pembersihan, dan pengujian baru. Keunggulan teknologi Hybrid Bonding mencakup daya dukung arus yang lebih tinggi, pitch yang dapat diskalakan di bawah 1 mikron, dan peningkatan kinerja termal.

Dari diagram terlihat bahwa dalam teknologi bump bonding tradisional, terdapat pilar tembaga dengan solder di antara kedua chip. Mereka dilekatkan bersama melalui penyolderan reflow dan kemudian diisi dengan underfill.

Sebaliknya, teknologi Hybrid Bonding berbeda dengan bump bonding tradisional. Tidak ada benjolan yang menonjol. Permukaan dielektrik yang diproduksi khusus sangat halus, bahkan ada sedikit lekukan. Kedua chip tersebut dilekatkan bersama pada suhu kamar, dan kemudian dinaikkan suhunya untuk anil. Pada titik ini, tembaga mengembang dan terikat erat, membentuk sambungan listrik.

Teknologi Hybrid Bonding memungkinkan pengurangan pitch interkoneksi hingga di bawah 10 mikrometer, mencapai kapasitas pembawa arus yang lebih tinggi, kepadatan interkoneksi tembaga yang lebih padat, dan kinerja termal yang lebih baik dibandingkan dengan underfill. Tentu saja, teknologi Hybrid Bonding memerlukan metode manufaktur, pembersihan, dan pengujian baru.

Sekarang, mengapa nada yang lebih kecil lebih menarik? Intel beralih ke pendekatan desain chiplet, di mana SoC didekomposisi menjadi chip GPU, CPU, IO, yang kemudian diintegrasikan ke dalam satu paket menggunakan teknologi SiP. Selain itu, melalui teknologi chiplet, blok yang lebih kecil memiliki IP tersendiri dan dapat digunakan kembali. Ini adalah teknik luar biasa yang memungkinkan produk disesuaikan berdasarkan kebutuhan pelanggan tertentu.

Teknologi chiplet telah merevolusi interkoneksi chip-ke-chip, karena semakin banyak koneksi chip-ke-chip memerlukan kepadatan interkoneksi yang lebih tinggi. Hal ini menyebabkan peralihan dari sistem bump bonding tradisional ke sistem hybrid bonding.

Selain itu, kami menghadapi tantangan lain dalam cara merakit chip-chip ini sekaligus menjaga proses produksi pada kecepatan yang sama. Dengan lebih banyak chip yang ditempatkan, dapatkah kita memprosesnya cukup cepat dengan hanya menempatkan satu chip dalam satu waktu? Solusinya terletak pada perakitan batch, yang kami sebut sebagai teknologi perakitan mandiri.

Intel secara aktif berkolaborasi dengan CEA-LETI, Laboratorium Elektronik & Teknologi Informasi Energi Alternatif dan Komisi Energi Atom Prancis, untuk meneliti penempatan beberapa chip dalam satu langkah proses. Ini melibatkan penempatan yang deterministik dan cepat, serta pengambilan dan penempatan lebih banyak chip.

Selama proses perakitan mandiri, chip memiliki kemampuan untuk mengembalikan dirinya ke kondisi energi terendah. Dengan mendekatkannya, mereka akan berkumpul secara mandiri dan memposisikan diri dalam konfigurasi energi minimum. Ini adalah mekanisme perakitan mandiri yang sedang diteliti oleh Intel bekerja sama dengan CEA-LETI.

Kami telah memasukkan teknologi pengikatan hibrida dan perakitan mandiri ke dalam peta jalan kami untuk teknologi pengemasan yang canggih.