උසස් ඇසුරුම්කරණය සඳහා මූලික පාරිභාෂිතය

උසස් ඇසුරුම්කරණය 'More than Moore' යුගයේ තාක්ෂණික විශේෂතාවලින් එකකි.එක් එක් ක්‍රියාවලි නෝඩයකදී චිප්ස් කුඩා කිරීමට අපහසු සහ මිල අධික වන බැවින්, ඉංජිනේරුවන් විසින් චිප් කිහිපයක් උසස් පැකේජවලට දමන අතර එමඟින් ඒවා හැකිලීමට තවදුරටත් අරගල කිරීමට සිදු නොවේ.මෙම ලිපියෙන් උසස් ඇසුරුම් තාක්ෂණයේ බහුලව භාවිතා වන යෙදුම් 10 ක් පිළිබඳ කෙටි හැඳින්වීමක් සපයයි.

2.5D පැකේජ

2.5D පැකේජය සාම්ප්‍රදායික 2D IC ඇසුරුම් තාක්‍ෂණයේ දියුණුවක් වන අතර එය සියුම් රේඛාවක් සහ අවකාශය භාවිතා කිරීමට ඉඩ සලසයි.2.5D පැකේජයක් තුළ, හිස් (TSVs) හරහා සිලිකන් සහිත අන්තර්පෝසර් තට්ටුවක් මත හිස් ඩයිස් ගොඩගසා හෝ පැත්තකින් තබා ඇත.පාදම, හෝ interposer ස්ථරය, චිප්ස් අතර සම්බන්ධතාවය සපයයි.

2.5D පැකේජය සාමාන්‍යයෙන් ඉහළ මට්ටමේ ASICs, FPGAs, GPUs සහ memory cubes සඳහා භාවිතා වේ.2008 Xilinx විසින් එහි විශාල FPGAs වැඩි අස්වැන්නක් සහිත කුඩා චිප් හතරකට බෙදා ඒවා සිලිකන් ඉන්ටර්පෝසර් ස්ථරයට සම්බන්ධ කරන ලදී.2.5D පැකේජ මෙලෙස බිහි වූ අතර අවසානයේ ඉහළ කලාප පළල මතකය (HBM) ප්‍රොසෙසර ඒකාබද්ධ කිරීම සඳහා බහුලව භාවිතා විය.

2.5D පැකේජයක රූප සටහන

3D ඇසුරුම්

ත්‍රිමාණ IC පැකේජයක් තුළ, ලොජික් ඩයි එකට ගොඩගැසී ඇත, නැතහොත් ගබඩා ඩයි සමඟ, විශාල System-on-Chips (SoCs) ගොඩනැගීමේ අවශ්‍යතාවය ඉවත් කරයි.ඩයි එක එකිනෙක සම්බන්ධ කර ඇත්තේ සක්‍රීය අන්තර්පෝසර් ස්තරයක් මගිනි, 2.5D IC පැකේජ අන්තර්පෝසර් ස්තරය මත සංරචක ගොඩගැසීමට සන්නායක ගැටිති හෝ TSV භාවිතා කරයි, 3D IC පැකේජ TSV භාවිතා කරන සංරචක වලට සිලිකන් වේෆර් බහු ස්ථර සම්බන්ධ කරයි.

TSV තාක්‍ෂණය 2.5D සහ 3D IC පැකේජ දෙකෙහිම ප්‍රධාන සක්‍රීය තාක්‍ෂණය වන අතර අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය 3D IC පැකේජවල DRAM චිප් නිෂ්පාදනය කිරීමට HBM තාක්‍ෂණය භාවිතා කරයි.

ත්‍රිමාණ පැකේජයේ හරස්කඩ දර්ශනයකින් පෙන්නුම් කරන්නේ සිලිකන් චිප්ස් අතර සිරස් අන්තර් සම්බන්ධතාවය ලෝහමය තඹ TSV හරහා සිදු වන බවයි.

චිප්ලට්

Chiplets යනු CMOS සහ CMOS නොවන සංරචකවල විෂමජාතීය ඒකාබද්ධ කිරීම සක්‍රීය කරන ත්‍රිමාණ IC ඇසුරුම්වල තවත් ආකාරයකි.වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, ඒවා පැකේජයක ඇති විශාල SoC වලට වඩා කුඩා SoCs, චිප්ලෙට් ලෙසද හැඳින්වේ.

විශාල SoC එකක් කුඩා, කුඩා චිප්ස් වලට කැඩීම තනි පුස්සකට වඩා වැඩි අස්වැන්නක් සහ අඩු පිරිවැයක් ලබා දෙයි.chiplets නිර්මාණකරුවන්ට පුළුල් පරාසයක IP වලින් ප්‍රයෝජන ගැනීමට ඉඩ සලසයි, කුමන ක්‍රියාවලි නෝඩය භාවිතා කළ යුතුද සහ එය නිෂ්පාදනය කිරීමට කුමන තාක්ෂණය භාවිතා කළ යුතුද යන්න සලකා බැලීමෙන් තොරව.චිප් සෑදීම සඳහා සිලිකන්, වීදුරු සහ ලැමිෙන්ට් ඇතුළු පුළුල් පරාසයක ද්රව්ය භාවිතා කළ හැකිය.

චිප්ලට් මත පදනම් වූ පද්ධති අතරමැදි ස්ථරයක් මත බහු චිප්ලට් වලින් සෑදී ඇත

Fan Out පැකේජ

Fan Out පැකේජයක, "සම්බන්ධතාවය" වඩාත් බාහිර I/O සැපයීම සඳහා චිපයේ මතුපිටින් පංකා දමනු ලැබේ.එය ඉෙපොක්සි මෝල්ඩින් ද්‍රව්‍යයක් (EMC) භාවිතා කරයි, එය ඩයි එක තුළ සම්පූර්ණයෙන්ම තැන්පත් කර ඇති අතර, වේෆර් බම්ප් කිරීම, ෆ්ලක්ස් කිරීම, ෆ්ලිප්-චිප් සවිකිරීම, පිරිසිදු කිරීම, පතුලේ ඉසීම සහ සුව කිරීම වැනි ක්‍රියාවලීන්ගේ අවශ්‍යතාවය ඉවත් කරයි.එබැවින්, අතරමැදි ස්ථරයක් අවශ්‍ය නොවේ, විෂමජාතීය අනුකලනය වඩාත් පහසු කරයි.

Fan-out තාක්‍ෂණය අනෙකුත් පැකේජ වර්ග වලට වඩා I/O වැඩි කුඩා පැකේජයක් ලබා දෙන අතර, 2016 දී Apple හට එහි 16nm යෙදුම් ප්‍රොසෙසරය සහ ජංගම DRAM එක iPhone සඳහා තනි පැකේජයකට ඒකාබද්ධ කිරීමට TSMC හි ඇසුරුම් තාක්ෂණය භාවිතා කිරීමට හැකි වූ විට එය තාක්ෂණ තරුව විය. 7.

ෆෑන්-අවුට් ඇසුරුම්

ෆෑන්-අවුට් වේෆර් මට්ටමේ ඇසුරුම් (FOWLP)

FOWLP තාක්ෂණය යනු සිලිකන් චිප් සඳහා වැඩි බාහිර සම්බන්ධතා සපයන වේෆර් මට්ටමේ ඇසුරුම් (WLP) වැඩිදියුණු කිරීමකි.එයට චිපය ඉෙපොක්සි මෝල්ඩින් ද්‍රව්‍යයක තැන්පත් කර පසුව වේෆර් මතුපිට ඉහළ ඝනත්ව යලි බෙදාහැරීමේ ස්ථරයක් (RDL) තැනීම සහ නැවත සකස් කරන ලද වේෆරයක් සෑදීම සඳහා පෑස්සුම් බෝල යෙදීම ඇතුළත් වේ.

FOWLP මඟින් පැකේජය සහ යෙදුම් පුවරුව අතර සම්බන්ධතා විශාල ප්‍රමාණයක් සපයන අතර උපස්ථරය ඩයි එකට වඩා විශාල බැවින් ඩයි පිච් ඇත්ත වශයෙන්ම වඩාත් ලිහිල් වේ.

FOWLP පැකේජයක උදාහරණයක්

විෂමජාතීය අනුකලනය

ඉහළ මට්ටමේ එකලස් කිරීම්වලට වෙන වෙනම නිෂ්පාදනය කරන ලද විවිධ සංරචක ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් ක්‍රියාකාරීත්වය වැඩි දියුණු කළ හැකි අතර මෙහෙයුම් ලක්ෂණ වැඩි දියුණු කළ හැකිය, එබැවින් අර්ධ සන්නායක සංරචක නිෂ්පාදකයින්ට විවිධ ක්‍රියාවලි ප්‍රවාහයන් සමඟ ක්‍රියාකාරී සංරචක එක් එකලස් කිරීමකට ඒකාබද්ධ කිරීමට හැකි වේ.

විෂමජාතීය අනුකලනය system-in-package (SiP) ට සමාන වේ, නමුත් තනි උපස්ථරයක් මත බහු බෙයාර් ඩයිස් ඒකාබද්ධ කිරීම වෙනුවට, එය තනි උපස්ථරයක් මත චිප්ලෙට්ස් ආකාරයෙන් බහු IP ඒකාබද්ධ කරයි.විෂමජාතීය අනුකලනය පිළිබඳ මූලික අදහස වන්නේ එකම පැකේජයේ විවිධ කාර්යයන් සහිත බහු සංරචක ඒකාබද්ධ කිරීමයි.

විෂමජාතීය ඒකාබද්ධතාවයේ සමහර තාක්ෂණික ගොඩනැඟිලි කොටස්

එච්.බී.එම්

HBM යනු ප්‍රමිතිගත අට්ටි ගබඩා කිරීමේ තාක්‍ෂණයක් වන අතර එය තොගයක් තුළ සහ මතකය සහ තාර්කික සංරචක අතර දත්ත සඳහා ඉහළ කලාප පළල නාලිකා සපයයි.වැඩි I/O සහ කලාප පළලක් සෑදීමට HBM පැකේජ මතක ඩයි ස්ටැක් කර TSV හරහා ඒවා එකට සම්බන්ධ කරයි.

HBM යනු යෙදුම් සකසනයන්, GPUs සහ SoCs සමඟින් පැකේජයක් තුළ DRAM සංරචකවල බහු ස්ථර සිරස් අතට ඒකාබද්ධ කරන JEDEC සම්මතයකි.HBM ප්‍රධාන වශයෙන් ක්‍රියාත්මක වන්නේ ඉහළ මට්ටමේ සේවාදායකයන් සහ ජාලකරණ චිප් සඳහා 2.5D පැකේජයක් ලෙසය.HBM2 නිකුතුව දැන් ආරම්භක HBM නිකුතුවේ ධාරිතාව සහ ඔරලෝසු අනුපාත සීමාවන් ආමන්ත්‍රණය කරයි.

HBM පැකේජ

අතරමැදි ස්ථරය

ඉන්ටර්පෝසර් ස්තරය යනු පැකේජයේ ඇති බහු-චිප් බෙයා ඩයි හෝ පුවරුවෙන් විද්‍යුත් සංඥා නිකුත් කරන වාහකයයි.එය සොකට් හෝ සම්බන්ධක අතර විද්යුත් අතුරුමුහුණත වන අතර, සංඥා තවදුරටත් දුරින් ප්රචාරය කිරීමට සහ පුවරුවේ අනෙකුත් සොකට් වලට සම්බන්ධ කිරීමට ඉඩ සලසයි.

ඉන්ටර්පෝසර් ස්තරය සිලිකන් සහ කාබනික ද්‍රව්‍ය වලින් සෑදිය හැකි අතර බහු-ඩයි ඩයි සහ පුවරුව අතර පාලමක් ලෙස ක්‍රියා කරයි.Silicon interposer layers යනු ඉහළ සියුම් තාර I/O ඝනත්වය සහ TSV සෑදීමේ හැකියාව ඇති ඔප්පු කළ තාක්ෂණයක් වන අතර 2.5D සහ 3D IC චිප ඇසුරුම්වල ප්‍රධාන භූමිකාවක් ඉටු කරයි.

පද්ධති කොටස් කරන ලද අතරමැදි ස්ථරයක් සාමාන්‍ය ක්‍රියාත්මක කිරීම

නැවත බෙදාහැරීමේ ස්ථරය

නැවත බෙදාහැරීමේ ස්ථරයේ පැකේජයේ විවිධ කොටස් අතර විද්යුත් සම්බන්ධතා සක්රිය කරන තඹ සම්බන්ධතා හෝ පෙළගැස්වීම් අඩංගු වේ.එය ලෝහමය හෝ බහු අවයවීය පාර විද්‍යුත් ද්‍රව්‍ය තට්ටුවක් වන අතර එය පැකේජය තුළ හිස් ඩයි සමඟ ගොඩ ගැසිය හැකි අතර එමඟින් විශාල චිප්සෙට් වල I/O පරතරය අඩු කරයි.නැවත බෙදාහැරීමේ ස්ථර 2.5D සහ 3D පැකේජ විසඳුම්වල අනිවාර්ය අංගයක් බවට පත් වී ඇති අතර, ඒවා මත ඇති චිප්ස් අතරමැදි ස්ථර භාවිතයෙන් එකිනෙකා සමඟ සන්නිවේදනය කිරීමට ඉඩ සලසයි.

නැවත බෙදාහැරීමේ ස්ථර භාවිතා කරන ඒකාබද්ධ පැකේජ

TSV

TSV යනු 2.5D සහ 3D ඇසුරුම් විසඳුම් සඳහා ප්‍රධාන ක්‍රියාත්මක කිරීමේ තාක්‍ෂණයක් වන අතර එය සිලිකන් වේෆර් ඩයි හරහා සිරස් අන්තර් සම්බන්ධතාවයක් සපයන තඹ පිරවූ වේෆරයකි.එය විදුලි සම්බන්ධතාවයක් සැපයීම සඳහා සම්පූර්ණ ඩයි හරහා දිවෙන අතර, ඩයි එකේ එක් පැත්තක සිට අනෙක් පැත්තට කෙටිම මාර්ගය සාදයි.

හරහා සිදුරු හෝ හරහා වේෆරයේ ඉදිරිපස පැත්තේ සිට යම් ගැඹුරකට කැටයම් කර ඇති අතර, පසුව එය පරිවරණය කර සන්නායක ද්‍රව්‍යයක් (සාමාන්‍යයෙන් තඹ) තැන්පත් කිරීමෙන් පුරවනු ලැබේ.චිපය නිපදවූ පසු, එය වේෆරයේ පිටුපස පැත්තේ සිට තුනී කර ටීඑස්වී අන්තර් සම්බන්ධතාවය සම්පූර්ණ කිරීම සඳහා වියාස් සහ වේෆරයේ පිටුපස පැත්තේ තැන්පත් කර ඇති ලෝහය නිරාවරණය කරයි.