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Chiplets小芯片的優(yōu)勢應(yīng)用與芯片封裝清洗

發(fā)布日期:2023-06-07 發(fā)布者:合明科技 瀏覽次數(shù):6262


一、Chiplets 的兩大優(yōu)勢

Xilinx Virtex-7 2000T 和 580HT 展示了小芯片提供的兩個最大優(yōu)勢。


對于 Virtex-7 2000T,使用硅中介層將四個 28 納米 FPGA 小芯片組裝到一個封裝中,使 Xilinx 能夠構(gòu)建更大的 FPGA,這可以通過單片 28 納米芯片實(shí)現(xiàn)。中介層允許半導(dǎo)體制造商通過將大型芯片組裝成比單個芯片可能更大的馬賽克來超越晶圓步進(jìn)機(jī)的光罩限制。

Virtex-7 580HT 刪除了 Virtex-7 2000T 的四個 FPGA 小芯片之一,并用 28Gbps 收發(fā)器小芯片取而代之,當(dāng)時無法使用主流 28nm 數(shù)字 CMOS 工藝制造 28Gbps 收發(fā)器FPGA小芯片。

因此,小芯片提供的第二個優(yōu)勢是能夠混合和匹配使用不同工藝節(jié)點(diǎn)制造的芯片,很可能來自不同的代工廠。與主流和前沿?cái)?shù)字工藝節(jié)點(diǎn)明顯不同的重要工藝節(jié)點(diǎn)包括模擬工藝、內(nèi)存工藝(例如 DRAM 工藝,特別是高帶寬內(nèi)存(HBM)內(nèi)存堆棧的形式)和高電流或高電壓工藝——尤其是特殊工藝,例如用于光子學(xué)的砷化鎵 (GaAs) 和用于功率半導(dǎo)體的碳化硅 (SiC)。

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二、Chiplets 的目前使用有限

然而,商業(yè)小芯片的生態(tài)系統(tǒng)——來自許多供應(yīng)商的小芯片市場可以由多個封裝供應(yīng)商輕松混合搭配到多芯片 SoC 中——尚未出現(xiàn)。

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chiplet 的使用在很大程度上僅限于個別芯片制造商,例如 AMD,該公司于 2022 年完成了對 Xilinx 的收購并采用了其 chiplet 技術(shù);英特爾率先在 2016 年推出的 Stratix 10 FPGA 中采用了自己專有的 EMIB(嵌入式多芯片互連橋)和 AIB(高級接口總線)小芯片封裝技術(shù)。

在 AMD 和英特爾的案例中,chiplet 都被證明非常成功,以至于 chiplet 技術(shù)的使用現(xiàn)在已經(jīng)遍及公司各自的產(chǎn)品線,包括他們的旗艦處理器產(chǎn)品。

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在最極端的例子中,英特爾通過在其 Ponte Vecchio GPU(現(xiàn)在稱為數(shù)據(jù)中心 GPU Max)的設(shè)計(jì)中加入 47 個有源小芯片(英特爾更喜歡稱它們?yōu)椤皌ile”),創(chuàng)建了一個封裝中包含超過 1000 億個晶體管的 IC系列)用于高性能計(jì)算應(yīng)用,這對于單片芯片目前是不可行的。

三、Chiplets 缺乏接口標(biāo)準(zhǔn)

阻礙小芯片廣泛商業(yè)化的因素之一是缺乏物理和電氣接口標(biāo)準(zhǔn)。

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英特爾將 AIB 作為開源標(biāo)準(zhǔn)提供,現(xiàn)已由 CHIPS 聯(lián)盟聯(lián)盟正式確定,但還有其他競爭性提案。兩個領(lǐng)先的小芯片接口標(biāo)準(zhǔn)包括名稱奇怪的“bunch of wires”(BoW)、開放計(jì)算項(xiàng)目 (OCP) 基金會倡導(dǎo)的開放式芯片到芯片 (D2D) 互連規(guī)范,以及通用小芯片互連高速 (UCIe ),一種不同的 D2D 互連開放規(guī)范,由 AMD、Arm、ASE Group、谷歌云、英特爾、Meta、微軟、高通、三星和臺積電共同開發(fā)。

當(dāng)英特爾首席執(zhí)行官 Pat Gelsinger 在去年的英特爾創(chuàng)新活動中討論他的公司參與 UCIe 聯(lián)盟時,該聯(lián)盟有 80 名成員。僅僅幾個月后,這個數(shù)字已經(jīng)上升到 100 多家會員公司。

接口布線規(guī)范是一回事,但高速 SerDes PHY(以多 Gbps 速率在這些布線上推送比特所需的物理層信號規(guī)范)又是另一回事。顯而易見的串行協(xié)議候選者——以太網(wǎng)和 PCIe——都設(shè)計(jì)用于在比 D2D 互連所需的信號路徑長得多的信號路徑上運(yùn)行。因此,現(xiàn)有的封裝到封裝、板到板和盒到盒信令方案每比特傳輸消耗太多功率,因此被認(rèn)為不適合作為 D2D 互連標(biāo)準(zhǔn)。


四、芯片封裝清洗

芯片封裝清洗:合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會作為一個長期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣,通電后發(fā)生電化學(xué)遷移,形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等,這些污染物會導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物,到底哪些才是最備受關(guān)注的呢?助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo),從產(chǎn)品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大,嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效,因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗,才能保障電路板的質(zhì)量。

推薦使用合明科技水基清洗劑產(chǎn)品。


Tips:

【閱讀提示】

以上為本公司一些經(jīng)驗(yàn)的累積,因工藝問題內(nèi)容廣泛,沒有面面俱到,只對常見問題作分析,隨著電子產(chǎn)業(yè)的不斷更新?lián)Q代,新的工藝問題也不斷出現(xiàn),本公司自成立以來不斷的追求產(chǎn)品的創(chuàng)新,做到與時俱進(jìn),熟悉各種生產(chǎn)復(fù)雜工藝,能為各種客戶提供全方位的工藝、設(shè)備、材料的清洗解決方案支持。

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