이종 집적

이종 집적

수십 년간, 반도체 산업은 칩 성능, 전력, 면적/비용을 동시에 개선하는 2차원 미세화 및 모놀리식 반도체 집적에 의존해 왔습니다. 그러나 2D 스케일링이 더뎌지고 더 비싸지면서, 칩 제조업체는 전력, 성능, 면적, 비용 및 출시 소요 기간(PPACt^™)을 가속화하기 위해 칩렛 및 소자의 이종 설계 및 온패키지 집적이라는 방향으로 점차 이동하고 있습니다.

메인프레임 및 PC가 우세하던 시기에는 패키징은 주로 실리콘 칩을 보호하고 인쇄 회로 기판(PCB)에 연결하는 역할을 담당했습니다.여기에 사용된 주요 기술은 와이어 본딩이었습니다. 모바일 애플리케이션이 성장하면서, 패키징은 작은 폼 팩터에서 기능하도록 발전했습니다. 패키징 범프는 두 개의 평행한 면 사이에서 다중 연결을 가능하게 합니다. 필요한 경우, 팬 아웃은 특히 다이의 매우 좁은 피치에서 PCB의 보다 넓은 피치로 연결 지점을 재배치합니다. 특정 소자에서는 칩 간 직접 연결을 가능하게 하는 실리콘 관통 비아(TSV)가 채택되었습니다. 이러한 각각의 혁신은 패키징 밀도를 높이고, 더 빠른 속도 및 더 낮은 전력 소비를 제공합니다.

시스템 수준에서 훨씬 더 낮은 전력으로 더 많은 성능을 끌어내려는 요구로 인해, 설계자는 칩과 시스템 모두를 통합하는 최선의 방법을 고려하게 되었습니다. 또한 단일 다이로는 고성능 컴퓨팅, 기계 학습 및 추론에 필요한 트랜지스터를 배치하는 것이 어렵다는 것을 알게 되었습니다. 그래서 이에 대한 대안으로 고성능 로직 및 메모리를 보다 근접하게 배치하여 지연 시간과 소비 전력을 줄이는 다중 다이 첨단 패키지를 사용하고 있습니다. 이종 집적이라고도 하는 이러한 접근법에는 이전 패키징 기술에서 제공하던 것보다 훨씬 더 높은 밀도의 짧은 연결이 필요합니다.

이종 집적으로의 전환에는 두 가지 주요 혁신이 필요합니다. 

• 첫째, 칩과 웨이퍼를 구리로 직접 연결할 수 있는 하이브리드 본딩이 필요합니다
• 둘째, 단일 패키징에 더 많은 칩렛이 집적되므로 더 크고 정교한 패키지가 필요합니다. 업계는 실리콘 웨이퍼 기판에서 더 큰 첨단 기판으로 전환하고 있습니다

이종 설계는 세계 최고의 반도체 및 시스템 회사의 PPACt 로드맵을 충족하는 데 있어 점차 중요해지고 있습니다. 어플라이드 머티어리얼즈는 고객 및 파트너와 함께 혁신하는 세계 최첨단의 웨이퍼 수준 패키징 연구소 및 업계 파트너십과 함께, 업계 최고의 폭넓고 깊이 있는 포트폴리오를 통해 트렌드를 가속하는 데 도움을 주고 있습니다.