Wprowadzenie

Intel to światowy lider w branży półprzewodników i innowacji, którego celem jest wprowadzanie innowacji i przełomów w technologiach takich jak sztuczna inteligencja, 5G i obliczenia o wysokiej wydajności, a także wspieranie inteligentnego, połączonego świata. 56 lat temu jeden z założycieli Intela, Gordon Moore, zaproponował Prawo Moore'a, które do dziś napędza rozwój branży układów scalonych. W dziedzinie zaawansowanych opakowań Intel pozostaje liderem technologicznym, twórczo wprowadzając zaawansowane technologie pakowania i połączeń, takie jak EMIB, Foveros, Co-EMIB i ODI, w dalszym ciągu napędzając technologię. Dziś mamy okazję nawiązać kontakt z Johanną Swan, dyrektor ds. badań nad opakowaniami i rozwiązaniami systemowymi w firmie Intel, aby nawiązać dogłębną komunikację i wymianę informacji na temat zaawansowanych technologii opakowań oraz poznać najnowocześniejsze rozwiązania w dziedzinie zaawansowanych opakowań. W dziedzinie komputerów osobistych Intel jest niewątpliwie najbardziej kreatywną firmą. Intel Inside głęboko przeniknął do ludzkich serc. Od Pentium po Core, a następnie i3, i5, i7 i i9, każdy produkt zapewnia ludziom zupełnie nowe doświadczenia, stale napędzając cyfrowy świat.

Nadeszła era heterogeniczności. Czy firma Intel uwolniła nową kreatywność i jakie nowe technologie i produkty wprowadzi na świat? Posłuchajmy głosu Intela.

Suny Li 

Na początek chcielibyśmy poprosić dyrektora Swana o omówienie planu badawczo-rozwojowego firmy Intel oraz najnowszych wyników badań w obszarze zaawansowanych technologii opakowań.

Joanna Łabędź 

Jasne, najpierw chciałbym podzielić się ze wszystkimi planem działania Intela w zakresie zaawansowanej technologii pakowania. Oś X na wykresie przedstawia efektywność energetyczną, oś Y przedstawia gęstość połączeń, a oś Z pokazuje skalowalność naszej technologii.

Od standardowego opakowania po wbudowany wieloukładowy mostek połączeniowy (EMIB) w pakiecie znajduje się więcej chipów, a odstęp między nierównościami staje się coraz mniejszy, zmniejszając się ze 100um do 55-36um.

Następnie Intel dąży do osiągnięcia nierówności mniejszych niż 10um. Co oznacza osiągnięcie skoku nierówności mniejszego niż 10 mikrometrów? To prowadzi nas do technologii łączenia hybrydowego firmy Intel.

Na tegorocznej konferencji ECTC Intel przedstawił artykuł na temat technologii Hybrid Bonding, która jest metodą uzyskiwania gęstszych połączeń między ułożonymi w stos chipami i umożliwia zastosowanie mniejszych obudów. Technologia pokazana po lewej stronie diagramu, znana jako Foveros, charakteryzuje się odstępem wypukłości wynoszącym 50 mikrometrów, z około 400 wypukłościami na milimetr kwadratowy. W przyszłości Intel zamierza zmniejszyć wysokość nierówności do około 10 mikrometrów i osiągnąć 10,000 XNUMX nierówności na milimetr kwadratowy.

Technologia Hybrid Bonding umożliwia większą liczbę połączeń między chipami, co skutkuje niższą pojemnością, zmniejszoną mocą na kanał i kierunkiem w kierunku dostarczania doskonałych produktów.

Poniższy diagram porównuje tradycyjną technologię łączenia guzków z technologią łączenia hybrydowego. Technologia łączenia hybrydowego wymaga nowych metod produkcji, obsługi, czyszczenia i testowania. Zalety technologii łączenia hybrydowego obejmują wyższą obciążalność prądową, skalowalne odstępy poniżej 1 mikrona i lepszą wydajność cieplną.

Ze schematu widać, że w tradycyjnej technologii łączenia guzków pomiędzy dwoma chipami znajdują się miedziane filary z lutem. Są one łączone ze sobą poprzez lutowanie rozpływowe, a następnie wypełniane wypełniaczem.

Z drugiej strony technologia hybrydowego klejenia różni się od tradycyjnego klejenia guzkowego. Nie posiada wyraźnych guzków. Specjalnie wykonana powierzchnia dielektryczna jest bardzo gładka, a nawet posiada niewielkie wgłębienie. Obydwa wióry łączy się ze sobą w temperaturze pokojowej, a następnie podnosi temperaturę w celu wyżarzania. W tym momencie miedź rozszerza się i mocno łączy ze sobą, tworząc połączenie elektryczne.

Technologia Hybrid Bonding pozwala na zmniejszenie odstępu między połączeniami do poniżej 10 mikrometrów, osiągając wyższą obciążalność prądową, gęstszą gęstość połączeń miedzianych i lepszą wydajność cieplną w porównaniu z niedopełnieniem. Oczywiście technologia łączenia hybrydowego wymaga nowych metod produkcji, czyszczenia i testowania.

Dlaczego mniejsze boisko jest bardziej atrakcyjne? Intel zmierza w stronę podejścia do projektowania chipletów, w którym SoC są rozkładane na procesor graficzny, procesor i układy IO, które następnie są integrowane w jednym pakiecie przy użyciu technologii SiP. Dodatkowo, dzięki technologii chipletów, mniejsze bloki mają indywidualne adresy IP i mogą być ponownie wykorzystane. Jest to doskonała technika, która pozwala na tworzenie produktów dostosowanych do konkretnych potrzeb klienta.

Technologia chipletów zrewolucjonizowała połączenia międzyukładowe, ponieważ więcej połączeń międzyukładowych wymaga większej gęstości wzajemnych połączeń. Doprowadziło to do przejścia od tradycyjnego łączenia metodą „wypukłości” do łączenia hybrydowego.

Co więcej, stoimy przed kolejnym wyzwaniem dotyczącym połączenia tych chipów przy jednoczesnym utrzymaniu procesu produkcyjnego na tym samym poziomie. Czy mając więcej żetonów do ułożenia, możemy je przetworzyć wystarczająco szybko, umieszczając tylko jeden żeton na raz? Rozwiązaniem jest montaż wsadowy, który nazywamy technologią samodzielnego montażu.

Intel aktywnie współpracuje z CEA-LETI, laboratorium elektroniki i technologii informacyjnych francuskiej Komisji ds. Energii Alternatywnej i Energii Atomowej, w celu zbadania możliwości umieszczenia wielu chipów w jednym etapie procesu. Obejmuje to deterministyczne i szybkie rozmieszczanie, a także wybieranie i umieszczanie większej liczby żetonów.

Podczas procesu samoorganizacji chipy mają zdolność przywracania najniższego stanu energetycznego. Zbliżając je wystarczająco blisko, autonomicznie zmontują się i ustawią w konfiguracji o minimalnej energii. Jest to mechanizm samodzielnego montażu badany przez firmę Intel we współpracy z CEA-LETI.

W naszym planie działania na rzecz zaawansowanych technologii pakowania uwzględniliśmy już technologie łączenia hybrydowego i samodzielnego montażu.