什么是多芯片封裝?有什么作用?

隨著5G速度和存儲(chǔ)需求與摩爾定律的終結(jié)相沖突，芯片制造商正在轉(zhuǎn)向多芯片封裝以節(jié)省空間和功耗。

預(yù)計(jì)5G技術(shù)將提供無(wú)線通信，其延遲小于1毫秒，吞吐量比現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)快50倍。

這種速度將為實(shí)現(xiàn)令人難以置信的多媒體和視頻體驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。但是，要充分利用這些功能，就需要一個(gè)高性能的存儲(chǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)必須能夠滿足5G速度和存儲(chǔ)要求。

5G需要高性能的易失性和非易失性存儲(chǔ)器

為了實(shí)現(xiàn)5G的快速下載，我們需要一個(gè)大容量，快速的存儲(chǔ)設(shè)備。例如，考慮流式傳輸U(kuò)HD內(nèi)容。在這種情況下，我們的移動(dòng)設(shè)備將需要在后臺(tái)臨時(shí)緩沖視頻。

這需要具有與網(wǎng)絡(luò)一樣快的讀/寫(xiě)操作的大內(nèi)存。說(shuō)明了2D平面NAND閃存無(wú)法滿足當(dāng)今無(wú)線通信的需求。

一種克服閃存瓶頸的短期解決方案可以是3D NAND技術(shù)，其中堆疊的存儲(chǔ)管芯層可以提高內(nèi)存容量和性能。

高性能閃存僅是5G內(nèi)存挑戰(zhàn)的一半。甚至基于LPDDR4的芯片組也將被5G設(shè)備應(yīng)處理的大量數(shù)據(jù)推到極限。如果沒(méi)有改進(jìn)的RAM內(nèi)存，我們將具有較低的視頻分辨率，令人沮喪的延遲和有限的功能。

什么是多芯片封裝？

當(dāng)我們到達(dá)摩爾定律的盡頭時(shí)，我們需要依靠其他技術(shù)來(lái)改善電子系統(tǒng)的性能。這些技術(shù)之一可能是多芯片封裝，它將不同的芯片以堆疊的方式放置在同一封裝內(nèi)。這種封裝技術(shù)的最新示例是三星的3D IC技術(shù)。

其中三個(gè)不同的模具彼此粘在一起。

注意鍵合線如何將每個(gè)管芯的IO連接到封裝基板。

多芯片封裝（MCP）使我們可以在同一芯片內(nèi)具有不同的存儲(chǔ)器類型，例如，非易失性閃存和易失性DRAM。MCP技術(shù)可以以較低的功耗使用性能更高的高密度，高性價(jià)比存儲(chǔ)解決方案。

此外，MCP還可以通過(guò)卸載系統(tǒng)MCU的嵌入式存儲(chǔ)器來(lái)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程。就功率效率而言，有可能在封裝中的其他裸片工作時(shí)切斷MCP無(wú)效裸片的電源。此功能啟用了新的低功耗睡眠模式。

通常，MCP存儲(chǔ)器的非易失性存儲(chǔ)器用于啟動(dòng)應(yīng)用程序，操作系統(tǒng)和其他關(guān)鍵代碼執(zhí)行。易失性存儲(chǔ)器用作高速臨時(shí)存儲(chǔ)器。

美光的新型多芯片DDR5封裝uMCP5

美光最近宣布了一種新的MCP存儲(chǔ)器uMCP5，該存儲(chǔ)器將低功耗DDR5（LPDDR5）RAM與最新一代的通用閃存（UFS）集成到一個(gè)封裝中。該內(nèi)存是專門(mén)為下一代5G設(shè)備設(shè)計(jì)的。美光公司聲稱，與使用獨(dú)立LPDDR5和UFS芯片的分立解決方案相比，uMCP5可以節(jié)省多達(dá)55％的PCB面積。

低功耗

未來(lái)的5G系統(tǒng)將非常復(fù)雜，可能會(huì)采用帶有數(shù)百個(gè)天線元件的大規(guī)模MIMO。對(duì)于這種耗電的系統(tǒng)，熱管理已成為一個(gè)主要問(wèn)題，我們需要將不同構(gòu)件的功耗保持在最低水平。

與美光LPDDR4解決方案相比，新產(chǎn)品中使用的LPDDR5存儲(chǔ)器功耗降低了20％。與UFS 2.1產(chǎn)品相比，新設(shè)備提供的UFS 3.1功耗降低了約40％。這些電源效率的提高可以延長(zhǎng)5G設(shè)備的電池壽命。

壽命，速度和存儲(chǔ)

美光聲稱，uMCP5可通過(guò)將NAND耐久性提高66％來(lái)延長(zhǎng)未來(lái)智能手機(jī)的使用壽命。根據(jù)美光公司的說(shuō)法，其NAND存儲(chǔ)器可被編程和擦除5，000次，而不會(huì)降低器件性能。

與UFS 2.1產(chǎn)品相比，使用UFS 3.1，寫(xiě)入速度提高了20％，順序讀取操作的速度提高了兩倍。這可以使下載速度提高20％，并促進(jìn)5G功能。

與LPDDR4x產(chǎn)品相比，新產(chǎn)品中采用的LPDDR5技術(shù)使DRAM帶寬增加了50％，達(dá)到約6，400 Mb / s。這可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用程序的多任務(wù)處理，并為諸如高質(zhì)量圖像處理，虛擬現(xiàn)實(shí)，身臨其境的游戲和邊緣計(jì)算等數(shù)據(jù)豐富的功能鋪平了道路。
責(zé)任編輯:tzh