3D封裝：芯片 “蓋樓”大法好

我們知道，單顆芯片里集成的晶體管越變越多，

現(xiàn)已容納超過500億個，

這簡直就是個天文數(shù)字。

眼看平面上即將無處安放，

是不是“縱向發(fā)展”更有機會呢？

沒錯！造芯片就好比蓋房子。

傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)像是單層平房；

再高級點好似聯(lián)排小區(qū)，

更先進就是摩天大樓了。

從2D到3D

以前，芯片的結(jié)構(gòu)是單層的，

一個封裝里通常只有一個裸芯，

通過引腳或焊球連接到電路板上，

為芯片提供電氣和力學(xué)支持。

這種2D封裝方式真香：

成本低、易制造、可靠性相當(dāng)高。

然而，隨著摩爾定律的發(fā)展和工藝的演進，

2D封裝開始難以滿足日益膨脹的性能需求。

開發(fā)者們腦洞大開，要不垂直堆疊多個裸芯試試？

這一疊，打開了新世界的大門。

三維短程垂直互連替代了二維長程互連，

不僅提高了信號傳輸速度，

還能降低功耗和成本。

至此，這種3D封裝方式堪稱封神，

可是新的麻煩又接踵而至。

由于多個裸芯堆疊在一個小空間中，

散熱問題變得十分棘手，

可靠性問題也令人頭禿。

為了解決這些難題，

將2D和3D封裝的優(yōu)勢鍛造融合，

一種全新的封裝方式

“2.5D封裝”閃亮登場。

2.5D vs 3D

2.5D封裝通過一片中介層連結(jié)，

實現(xiàn)了多塊裸芯的系統(tǒng)級封裝。

3D封裝則將多個裸芯縱向堆疊在一起，

利用垂直互連技術(shù)提高芯片的性能。

打個比方，2.5D結(jié)構(gòu)就像平面版樂高像素畫，

在一個底面上水平固定積木塊；

3D結(jié)構(gòu)則類似于立體版樂高積木，

把功能模塊一層層垂直疊高高。

2.5D封裝擁有較高的性價比，

出色的熱管理，較短的開發(fā)時間，

實現(xiàn)了成本、性能和可靠性的平衡，

常用于手機、電腦、可穿戴電子設(shè)備等。

3D封裝擁有超大帶寬和更高性能，

廣泛應(yīng)用于高性能計算領(lǐng)域，

如數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器等。

3D結(jié)構(gòu)的種種優(yōu)點，

還能滿足CPU、GPU和存儲器的計算和存儲需求。

2.5D和3D都是先進的封裝與集成方式，

但從2.5D到3D并不算迭代關(guān)系，

它們不是水火不容的競爭對手，

而是一對需求互補的“好麗友”，

在不同的應(yīng)用場景里滿足各種芯片的設(shè)計需求。

從3D向未來

人們對高維世界的探索從未止步。

盜夢空間里垂直的地面，

高高懸掛于地面的建筑，

都像極了未來的四維折疊城市。

由于地心引力等因素的存在，

4D折疊城市暫時還無法建造，

但4D芯片設(shè)計已不再是夢。

4D封裝的概念并不難理解：

將多塊基板彎曲和折疊，

每塊基板上安裝不同的芯片和器件，

連接方式也可以多種多樣。

可以說，4D封裝與集成就是集2D/2.5D/3D之大成，

不僅提供了更靈活的安裝空間，

還解決了氣密、抗震的問題，

在高溫、高壓等復(fù)雜環(huán)境中也毫無壓力，

必定會在更多應(yīng)用中大放異彩。

新思科技3DIC Compiler系統(tǒng)級協(xié)同設(shè)計統(tǒng)一平臺

幫助開發(fā)者從多維度考慮設(shè)計策略，

不管是2D/2.5D/3D還是4D封裝與集成，

3DIC Compiler統(tǒng)統(tǒng)都能搞定。

不僅減少了迭代次數(shù)，

還能提供功耗、熱量和噪聲感知優(yōu)化，

輕松實現(xiàn)最佳PPAC目標(biāo)，讓產(chǎn)品閃電上市。