苹果台版的区别:台积电独吞苹果订单的关键利器——CoWoS技术

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本文苹果台版的区别,将为大家深入了解一下:

业界公认的台积电独吞苹果订单的关键利器——CoWoS技术苹果台版的区别

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台积电公布的CoWoS封装技术图示

在了解台积电是如何利用属于半导体产业的 “末流” 技术(封装技术)独吞苹果订单之前苹果台版的区别

苹果台版的区别我们要先清楚封装技术的重要性:

首先苹果台版的区别我们要知道:

一个系统性能的展现,不能单看单一颗芯片的表现,而是要看整个系统一起运作的性能展现苹果台版的区别

例如一颗用 3nm、5nm 技术打造的芯片苹果台版的区别,性能强且信号传输很快;

但将其放在系统里之后,如果每一颗芯片的传递时间过长,整体系统展现的速度就会大幅下降,并且还会损失功耗苹果台版的区别

所以:系统性能的展现速度要快,最明确的手段就是缩减芯片之间的距离苹果台版的区别

可是,电路板上的芯片彼此之间的距离都是以公分计算;这样一来,传输速度当然快不了苹果台版的区别

反观一颗芯片中,每个晶体管之间的传输是以奈米的距离来算,自然运作很快苹果台版的区别

于是乎苹果台版的区别,业界就有了这样一个设想:

要是可以拿芯片的技术来做电路板,不就可以把电路板上的线宽变细,而线宽变细,就可以拉近芯片之间的距离,解除传输瓶颈,还可以降低功耗苹果台版的区别

这就是以CoWoS技术为代表的 2.5D 封装的概念苹果台版的区别

本文我们主要细究一下其中的代表:CoWoS技术苹果台版的区别

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开宗明义苹果台版的区别,定义先行:

CoWoS技术全称是:Chip-on-Wafer-on-Substrate苹果台版的区别

首先苹果台版的区别,我们先来了解一下CoWoS技术:

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(CoW)Chip on Wafer示意图

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CoW芯片与基板(Substrate)连接示意图

一种由台积电推出的 2.5D封装技术,是把芯片封装到Wafer上,并使用硅载片上的高密度走线进行互联苹果台版的区别

先将芯片通过Chip on Wafer(CoW)的封装制程连接至Wafer,再把CoW芯片与Substrate(基板)连接,整合成CoWoS苹果台版的区别

紧接着苹果台版的区别,我们来了解一下其中的最为关键的组成:

带有TSV(硅通孔技术)的Wafer苹果台版的区别

因为苹果台版的区别,Wafer的应用可以说是CoWoS技术的核心:

Wafer的应用使得铜 (Cu) 布线比以前更厚,Wafer的重新布线层 (RDL) 将薄层电阻降低到不到一半苹果台版的区别

特别的,台积电还重新设计了 TSV,以减少由于硅穿透孔 (TSV) 引起的高频损耗苹果台版的区别。(重新设计后,2GHz至14GHz高频范围内的插入损耗(S21)从传统的0.1dB以上降低到0.05dB以上)。

此外,台积电通过将具有深槽的高容量电容器eDTC(嵌入式深沟槽电容器)装入Wafer中,这也进一步稳定了电源系统苹果台版的区别。(eDTC 的电容密度为 300nF/mm2;在100MHz至2GHz的频率范围内,配电网络 (PDN) 的阻抗已通过eDTC降低到35%以下)。

并且苹果台版的区别,随着Wafer尺寸的不断突破:

CoWoS 本身的进化还体现在 Wafer能做多大的面积——这一层做得越大,则能够容纳的 chip 数量自然也就越多苹果台版的区别。(其实,光刻机所能做出最大的 die size 是有个极限的,这个极限叫做 reticle limit(或 reticle size)。

CoWoS 技术本身就在不停突破 reticle limit,台积电此前就已经实现了所谓的 multi-reticle 尺寸的 Wafer,也就是让 Wafer面积更大苹果台版的区别

2019 年开发的第4代CoWoS中,Si 中介层的尺寸已扩大到相当于两个光罩的曝光面积——大约1700 mm²苹果台版的区别。这个巨大的中介层装有一个大型逻辑芯片和 6 个 HBM2。由于一个HBM2存储的容量增加到8GB(64Gbit),所以总容量为48GB(384Gbit),是第三代容量的3倍。

据悉,在2021年11月的Hot Chip 33大会在线上,台积电宣布第五代CoWoS能够在 PCB面板上嵌入最多八片 HBM2e内存颗粒,最多可让采用 HBM2e的专业显卡提供高达 128GB的视频存储器容量,比第三代CoWoS封装技术增加了近 20倍的晶体管数量苹果台版的区别

当然苹果台版的区别,Wafer对CoWoS技术的帮助远远不止于此:

第五代CoWoS先进封装技术使用高性能散热接口材料 (Tim),台积电还将以Metal Tim形式提供最新高性能处理器散热解决方案,与第一代Gel TIM相比,有望将封装热阻降低0.15倍,并以3纳米制程生产,有助高性能芯片散热苹果台版的区别

除了高密度连接之外,硅中介层在缓解封装基板(如树脂基板)和硅芯片(逻辑芯片、存储器芯片等)之间发生的热变形方面也扮演着重要的角色;因为热失真会导致电路操作延迟苹果台版的区别

大趋势之下苹果台版的区别,你还认为以CoWoS技术为代表的先进封装不重要吗?

虽然苹果台版的区别,当今半导体先进制程仍在不断推进(如:台积电3纳米的蓝图已大致确立);

但,随着制程微缩的物理极限将近,摩尔定律也在失效的边缘摇摇欲坠苹果台版的区别

特别是,AI和5G技术的迅猛发展;这意味着对芯片算力的要求也将越来越高,并且对于记忆体的异质整合趋势也愈发明显苹果台版的区别

本次CoWoS技术苹果台版的区别我们就先讲到这儿~

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最后的最后苹果台版的区别,借用马克思的名言:

一切节省,归根到底都归结为时间的节省苹果台版的区别

愿每一位半导体从业者可以——

事必躬,愿速达苹果台版的区别

标签: 独吞 利器 订单 苹果 关键

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