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先進(jìn)封裝有哪些?

先進(jìn)封裝是“超越摩爾”(More than Moore)時(shí)代的一大技術(shù)亮點(diǎn)。當(dāng)芯片在每個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)上的微縮越來(lái)越困難、也越來(lái)越昂貴之際,工程師們將多個(gè)芯片放入先進(jìn)的封裝中,就不必再費(fèi)力縮小芯片了。

3D封裝:在2.5D封裝中,裸晶堆?;虿⑴欧胖迷诰哂泄柰?TSV)的中介層(interposer)頂部。其底座,即中介層,可提供芯片之間的連接性。在3D IC封裝中,邏輯裸晶堆棧在一起或與儲(chǔ)存裸晶堆棧在一起,無(wú)需建構(gòu)大型的系統(tǒng)單芯片(SoC)。裸晶之間透過(guò)主動(dòng)中介層連接,2.5D IC封裝是利用導(dǎo)電凸塊或TSV將組件堆棧在中介層上,3D IC封裝則將多層硅晶圓與采用TSV的組件連接在一起。

Chiplet封裝:芯片庫(kù)中有一系列模塊化芯片可以采用裸晶到裸晶互連技術(shù)整合到封裝中。Chiplet是3D IC封裝的另一種形式,可以實(shí)現(xiàn)CMOS組件與非CMOS組件的異質(zhì)整合(Heterogeneous integration)。換句話說(shuō),它們是較小型的SoC(System on Chip),也叫做chiplet,而不是封裝中的大型SoC。將大型SoC分解為較小的小芯片,與單顆裸晶相比具有更高的良率和更低的成本。Chiplet使設(shè)計(jì)人員可以充分利用各種IP,而不用考慮采用何種工藝節(jié)點(diǎn),以及采用何種技術(shù)制造。他們可以采用多種材料,包括硅、玻璃和層壓板來(lái)制造芯片。

扇出fan-out 封裝:在扇出封裝中,“連結(jié)”(connection)被扇出芯片表面,從而提供更多的外部I/O。它使用環(huán)氧樹(shù)脂成型材料(EMC)完全嵌入裸晶,不需要諸如晶圓凸塊、上助焊劑、倒裝芯片、清潔、底部噴灑充膠和固化等工藝流程,因此也無(wú)需中介層,使異質(zhì)整合變得更加簡(jiǎn)單。與其他封裝類型相比,扇出技術(shù)提供了具有更多 I/O 的小尺寸封裝。2016 年,它使 Apple 能夠使用臺(tái)積電的封裝技術(shù)將其 16 納米應(yīng)用處理器與移動(dòng) DRAM 集成到 iPhone 7 的一個(gè)封裝中,從而成為技術(shù)明星。

扇出晶圓FOWLP封裝:技術(shù)是針對(duì)晶圓級(jí)封裝(WLP)的改進(jìn),可以為硅芯片提供更多外部連接。它將芯片嵌入環(huán)氧樹(shù)脂成型材料中,然后在晶圓表面建構(gòu)高密度重分布層(RDL)并施加焊錫球,形成重構(gòu)晶圓(reconstituted wafer)。它通常先將經(jīng)過(guò)處理的晶圓切成單顆裸晶,然后將裸晶分散放置在載體結(jié)構(gòu)(carrier structure)上,并填充間隙以形成重構(gòu)晶圓。FOWLP在封裝和應(yīng)用電路板之間提供了大量連接,而且由于基板比裸晶要大,裸晶的間距實(shí)際上更寬松。