24小時(shí)聯(lián)系電話(huà):18217114652、13661815404
中文
公司新聞
PCB 與多芯片模塊、小芯片和硅互連結構
PCB 與多芯片模塊、小芯片和硅互連結構
硅互連結構是一種在多芯片模塊上連接小芯片的方法，它將為許多應用（尤其是主板）消除 PCB 和笨重的 SoC。這一切都會(huì )發(fā)生嗎？顯然，我們無(wú)法知道未來(lái)，但設計人員應該意識到電子行業(yè)的變化。
盡管這至少是幾十年來(lái)第三次發(fā)生這種情況，但多芯片模塊的歷史可以追溯到 1970 年代的 IBM 泡泡存儲器。一旦您切入流行語(yǔ)并分析將多芯片模塊引入主流所涉及的挑戰，就更容易了解 PCB 和集成電路之間的未來(lái)關(guān)系。
多芯片模塊、小芯片和硅互連結構
如果您不熟悉這三個(gè)術(shù)語(yǔ)，那么這些技術(shù)是異構集成中相互關(guān)聯(lián)的部分。在這種類(lèi)型的集成中，具有單獨優(yōu)化結構的不同設備被集成到單個(gè)晶片中。
多芯片模塊：將其視為整個(gè) PCB，但由硅或其他半導體制成，所有部件均內置于單個(gè)晶片中。
小芯片：這實(shí)際上是硅或其他材料上的集成電路塊。該模塊使用光刻工藝直接構建到多芯片模塊上。
硅互連結構：將小芯片連接到多芯片模塊的底層互連架構。將此視為 PCB 上走線(xiàn)的硅模擬。請注意，相同的互連架構可以適用于其他半導體材料。
多芯片模塊中的異構集成挑戰
多芯片模塊是電子界的一項夢(mèng)想技術(shù)。好處集中在消除塑料封裝以及減少或消除外部互連上。借助這項技術(shù)，我們的愿景是消除多個(gè) SoC 和傳統的 SiP 結構，并將整個(gè)系統構建在單個(gè)晶圓上。如果您正在為智能手機構建 SoC，這將有效地將具有不同功能的多個(gè) IC 集成到單個(gè)多芯片模塊中。這就是同構整合的本質(zhì)。
具有大型散熱器和陶瓷基板的高級多芯片模塊
這種方法的挑戰在于異構集成并不是真正的異構。它僅在功能方面是異質(zhì)的，而在材料和工藝方面則不是。不同功能的不同IC，只要采用相同的材料和工藝開(kāi)發(fā)，就可以異構集成。雖然您當然可以將功率調節、RF 收發(fā)器功能、內核、存儲器和其他典型 IC 等功能集成到單個(gè)晶圓上，但需要在優(yōu)化不同功能方面做出犧牲。
用于微波/毫米波應用的射頻放大器正在采用 GaAs、GaN 和 SiC 材料的路線(xiàn)，而存儲器和處理功能仍主要局限于 Si。然而，GaN 是一種正在取得進(jìn)展的材料（例如，GaN 微控制器的發(fā)布）并且可以為將電源電路、GHz RF 電路、存儲器和處理能力異構集成到單個(gè)晶片中提供機會(huì )。
判決
鑒于在單個(gè)多芯片模塊上集成具有不同功能和材料的不同小芯片所涉及的技術(shù)挑戰，PCB 將繼續存在?？煽康丶删哂胁煌δ艿亩鄠€(gè)小芯片的問(wèn)題目前令人望而卻步，盡管這可能會(huì )在未來(lái)發(fā)生變化。這意味著(zhù)需要不同材料的不同功能需要分離到不同的多芯片模塊中。然后，這些獨立的多芯片模塊需要像使用標準組裝工藝的任何其他 IC 組一樣集成到 PCB 中。
在每個(gè)功能都可以集成到單個(gè)晶圓中之前，PCB 設計人員仍將從事設計先進(jìn)電子系統的工作。在這位研究人員看來(lái)，在我們看到多芯片模塊中設想的異構集成之前，我們將看到電子光子集成電路(EPIC) 變得高度商業(yè)化。我們甚至可能會(huì )看到光子小芯片集成到多芯片模塊中，并與硅互連結構的光子模擬連接。事實(shí)上，像有些公司已經(jīng)研究這項技術(shù)有一段時(shí)間了，集成電路行業(yè)正在召開(kāi)會(huì )議，討論為硅光子元件商業(yè)化制定標準和擴展策略。
集成超越了多芯片模塊。
即使我們確實(shí)看到了具有顯著(zhù)異構集成的多芯片模塊，但這并不意味著(zhù)我們將完全淘汰 PC。對于 EPIC，仍需要 PCB 來(lái)提供組件之間的光學(xué)互連。對于光子多芯片模塊，由于 IV 族、III-V 族和 II-VI 族半導體之間的不兼容性，可能仍然存在集成問(wèn)題。每年為消費市場(chǎng)生產(chǎn)的大量電子產(chǎn)品是高度多樣化的，并非所有這些產(chǎn)品都需要像多芯片模塊那樣先進(jìn)的東西。