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环球ug充值:硬科技:谈谈Intel的多晶片水饺封装手艺 (154370)

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科技业「玄色炼金术」的半导体,不只有晶片设计和晶圆制造,以封装测试为主的后段制程,更作育了伟大的下游产业。在摩尔定律预期的制程手艺演进之外,封装也是充满大量高深学问的专业知识领域,一点都不简朴,以是科科们也不要不切实际的期待看完这篇科科文就能彻底领会什么是晶片封装,只要能够记得这些厂商想干哪些好事就够了。

从绘图晶片到x86处理器,AMD近年来大玩多晶片封装(MCM,Multi-Chip Module),甚至在Zen 2世代,连「处理器焦点(CCD)」和「北桥记忆体I/O控制器(IoD)」都分而治之,也预计未来将引进融合「2.5D」和「3D」封装堆叠的X3D。此类先进封装手艺,也早已是半导体产业的兵家必争之地。

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为何需要多晶片封装?把所有功效都做成同1颗晶片不是最省事吗?但天底下没有足以知足「所有功效」的半导体制程,像数位逻辑、I/O、林林总总的记忆体、类比/射频等,特征都大相迳庭,委曲将其「送作堆」,要嘛器械做不出来,要嘛牺牲产物良率,要嘛就是某些功效难以到达最佳化的水平。AMD会将Zen 2星散成几种差异功效的晶粒,不是没有缘故原由的。

也因此,从1990年代最先,多晶片封装类型的产物在市场上习以为常,包罗列位科科并不生疏的高效能处理器,透过「分而治之」,让每个差异功效的IP,都位于最适合自己的制程工艺节点。

像1995年底的Intel Pentium Pro,将0.50 m BiCMOS制程的P6处理器焦点,和256kB L2快取记忆体包在一起。

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同时期的NexGen(随后被AMD并购)Nx586-PF,也将0.44 m制程的Nx586和相同制程的Nx587辅助浮点运算器,塞在同1颗封装。

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在2004年的高阶伺服器市场,杀遍天下无敌手的IBM Power5,更是将4颗双焦点的Power5处理器和4块36MB L3快取记忆体,集中成整块八焦点的伟大模组。

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关于Intel和AMD,从2005年至今的一长串「双馅水饺」,就不必虚耗篇幅讨论了,列位科科都懂。

突破SiP限制的2.5D封装

以台积电CoWos(Chip-on-Wafer-on-Substrate)的2.5D封装手艺为例,相较于传统的「2D」SiP(System-in-Package),最主要的差异,在于2.5D封装在SiP基板和晶片之间,插入了硅中介层(Silicon Interposer),并以硅穿孔(TSV,Through-Silicon Via)毗邻上下的金属层,克服了的SiP基板(例如多层走线印刷电路板)难以高密度布线而限制晶片数目的难题。

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