Введение

Intel — мировой лидер в полупроводниковой промышленности и инновациях, занимающийся внедрением инноваций и прорывами в таких технологиях, как искусственный интеллект, 5G и высокопроизводительные вычисления, а также поддержкой интеллектуального взаимосвязанного мира. 56 лет назад один из основателей Intel Гордон Мур предложил закон Мура, который и по сей день является движущей силой развития индустрии интегральных схем. В области передовой упаковки Intel остается технологическим лидером, творчески внедряя передовые технологии упаковки и межсоединения, такие как EMIB, Foveros, Co-EMIB и ODI, продолжая продвигать технологии вперед. Сегодня у нас есть возможность связаться с Джоанной Свон, директором по исследованиям в области упаковки и системным решениям Intel, чтобы пообщаться и обменяться информацией о передовых технологиях упаковки, а также узнать о передовых разработках в области современной упаковки. В области персональных компьютеров Intel, несомненно, является самой креативной компанией. Intel Inside глубоко проникла в сердца людей. От Pentium до Core, а затем до i3, i5, i7 и i9 — каждый продукт приносит людям совершенно новый опыт, постоянно продвигая цифровой мир вперед.

Наступила эра неоднородности. Раскрыла ли Intel новый творческий потенциал и какие новые технологии и продукты она принесет миру? Давайте послушаем голос Intel.

Суни Ли 

Во-первых, мы хотели бы попросить директора Свона рассказать о плане исследований и разработок Intel, а также о последних результатах исследований в области передовых технологий упаковки.

Джоанна Свон 

Конечно, сначала я хотел бы поделиться со всеми планами развития передовых технологий упаковки Intel. Ось X на диаграмме представляет энергоэффективность, ось Y — плотность межсоединений, а ось Z демонстрирует масштабируемость нашей технологии.

От стандартной упаковки до встроенного многочипового межсетевого моста (EMIB) в комплект входит больше микросхем, а шаг между выступами становится меньше, уменьшаясь со 100 мкм до 55-36 мкм.

Далее Intel стремится добиться шага неровностей менее 10 мкм. Что означает достижение шага выступов менее 10 микрометров? Это подводит нас к технологии Intel Hybrid Bonding.

На выставке ECTC в этом году компания Intel представила доклад о технологии гибридного соединения, которая представляет собой метод достижения более плотных межсоединений между сложенными микросхемами и позволяет использовать меньшие форм-факторы. Технология в левой части диаграммы, известная как Foveros, имеет шаг выступов 50 микрометров, то есть примерно 400 выступов на квадратный миллиметр. В будущем Intel планирует уменьшить шаг неровностей примерно до 10 микрометров и достичь 10,000 XNUMX неровностей на квадратный миллиметр.

Технология гибридного соединения обеспечивает большее количество соединений между чипами, что приводит к снижению емкости, снижению мощности на канал и направлению к созданию высококачественных продуктов.

На следующей диаграмме сравнивается традиционная технология ударного склеивания с технологией гибридного склеивания. Технология гибридного соединения требует новых методов производства, обращения, очистки и испытаний. Преимущества технологии гибридного соединения включают более высокую пропускную способность по току, масштабируемый шаг менее 1 микрона и улучшенные тепловые характеристики.

На диаграмме мы видим, что в традиционной технологии соединения между двумя чипами имеются медные столбики с припоем. Они соединяются друг с другом пайкой оплавлением, а затем заполняются заливкой.

С другой стороны, технология гибридного склеивания отличается от традиционного склеивания. На нем нет заметных выступов. Специально изготовленная поверхность диэлектрика очень гладкая, даже имеет небольшое углубление. Два чипа соединяются вместе при комнатной температуре, а затем повышаются до температуры для отжига. В этот момент медь расширяется и прочно склеивается, образуя электрическое соединение.

Технология гибридного соединения позволяет уменьшить шаг межсоединений до менее 10 микрометров, обеспечивая более высокую пропускную способность по току, более плотную плотность медных межсоединений и лучшие тепловые характеристики по сравнению с недостаточным заполнением. Конечно, технология гибридного соединения требует новых методов производства, очистки и тестирования.

Почему же шаг меньшего размера более привлекателен? Intel переходит к подходу к проектированию чиплетов, при котором SoC разбиваются на графические процессоры, процессоры и чипы ввода-вывода, которые затем интегрируются в единый корпус с использованием технологии SiP. Кроме того, благодаря технологии чиплетов меньшие блоки имеют индивидуальные IP-адреса и могут использоваться повторно. Это превосходный метод, позволяющий создавать продукцию по индивидуальному заказу в соответствии с конкретными потребностями клиентов.

Технология чиплетов произвела революцию в межчиповых соединениях, поскольку большее количество межчиповых соединений требует более высокой плотности межсоединений. Это привело к переходу от традиционного склеивания к гибридному склеиванию.

Кроме того, перед нами стоит еще одна проблема: как собрать эти чипы вместе, сохраняя при этом производственный процесс на той же скорости. Сможем ли мы разместить больше чипов достаточно быстро, размещая только один чип за раз? Решение заключается в пакетной сборке, которую мы называем технологией самостоятельной сборки.

Intel активно сотрудничает с CEA-LETI, лабораторией электроники и информационных технологий Французской комиссии по альтернативной энергетике и атомной энергии, чтобы исследовать размещение нескольких чипов за один технологический этап. Это предполагает детерминированное и быстрое размещение, а также сбор и размещение большего количества фишек.

В процессе самосборки чипы обладают способностью восстанавливаться до самого низкого энергетического состояния. Подведя их достаточно близко, они автономно соберутся и займут минимальную энергетическую конфигурацию. Это механизм самосборки, который исследуется Intel в сотрудничестве с CEA-LETI.

Мы уже включили технологии гибридного склеивания и самосборки в нашу дорожную карту передовых упаковочных технологий.