半导体封装：3.5D技术解析

原创汽车电子设计 2024-09-09 07:45 905浏览 0评论 0点赞

玄铁处理器集智能、安全、端云一体芯片架构 AI、GUI开发的工程师必修课，不容错过！

芝能智芯出品

随着半导体行业的快速发展，先进封装技术成为了提升芯片性能和功能密度的关键。

近年来，3.5D封装技术逐渐走向前台，作为2.5D和3D-IC技术之间的一种折中方案，3.5D封装结合了两者的优势，并在解决散热、噪声和信号完整性等方面展现出了独特的能力，技术的提出和应用标志着半导体封装领域的重大突破。

Part 1

3.5D 封装的优势与挑战

3.5D封装通过将逻辑芯片堆叠，并将它们分别粘合到其他组件共享的基板上，创造了一种新的架构。

这种架构的优势在于它能够有效解决热管理和噪声问题，同时提供了在高速设计中增加更多SRAM的可能性。

● SRAM作为处理器缓存的首选，虽然其扩展性已经遇到瓶颈，但通过3.5D封装技术，可以在不增加物理面积的情况下实现更多内存的集成。

● 此外，3.5D封装还能够缩短信号传输的距离，大幅提升处理速度，这对于人工智能和大数据应用尤为重要。

3.5D封装并非没有挑战。

● 完全集成的3D-IC在处理物理效应时遇到的困难依然存在，尤其是在散热和电源噪声方面。

● 随着芯片元件的增加，动态热梯度和电磁干扰问题也变得更加复杂。3.5D封装虽然在一定程度上缓解了这些问题，但在更复杂的应用场景中，仍然需要进一步的优化和改进。

3.5D封装技术在市场上的应用逐渐增多，特别是在高性能计算和数据中心领域，市场对高性能芯片的需求促使了3.5D封装的广泛应用，特别是在散热和信号完整性方面。

这种封装技术通过硅中介层实现芯片之间的高效连接，同时也提供了较好的散热性能，使其成为当前市场上性能最优的选择之一。除了数据中心，3.5D封装还被广泛应用于AI/ML领域。

随着大语言模型和深度学习的需求不断增长，处理器对高速内存的需求也随之增加。通过3.5D封装，可以在有限的物理空间内实现更高的计算能力和更低的功耗，从而满足这些领域的需求。

3.5D封装的应用并不仅限于高性能计算和AI/ML领域。随着工艺技术的进步，这种封装技术将在更多的消费电子、通信设备以及物联网设备中得到应用。这将进一步推动市场对3.5D封装技术的需求，促使其成为主流封装技术之一。

Part 2

技术演进与未来展望

3.5D封装技术的发展离不开工艺技术的不断进步。

● 近年来，随着晶圆工艺的进步，芯片堆叠技术得到了极大的提升。例如，三星代工业务开发副总裁Taejoong Song在最近的活动中展示了3.5D配置的路线图，计划在未来几年内实现2nm和4nm芯片的堆叠。

这一技术的发展将进一步提升3.5D封装的性能和集成度，使其能够满足更高性能和更复杂的应用需求。

● 混合键合技术的应用也为3.5D封装带来了新的可能性。通过混合键合，可以在更小的空间内实现更多的连接，从而提高封装的密度和性能。

这一技术的应用不仅能够提升芯片的集成度，还能够降低功耗和热量，使其在更广泛的应用场景中得到应用。

3.5D封装技术的发展仍面临一些挑战，

● 工艺的复杂性和制造成本是制约其大规模应用的主要因素。虽然当前的技术已经能够实现较为稳定的3.5D封装，但在大规模生产和应用中，仍需要进一步降低成本和提高良率。

● 其次，3.5D封装的可靠性和长期稳定性也需要进一步验证，特别是在高温和高压环境下的应用场景中。

3.5D封装技术的推广和应用还需要产业链各环节的密切合作。

● EDA工具、封装材料和测试设备的标准化是实现大规模应用的关键。IC设计师需要同时考虑热管理、信号完整性和电源完整性，这需要EDA工具的支持以及设计流程的优化。

● 此外，工艺/装配设计套件的标准化也是关键因素，这将帮助代工厂和OSAT（封测厂）更好地合作，推动3.5D封装技术的应用。产业链各环节的合作对于3.5D封装技术的推广至关重要。

从设计到制造，再到测试和封装，各个环节都需要密切配合，以确保3.5D封装技术的顺利实现。只有在整个产业链形成紧密合作的生态系统，3.5D封装技术才能真正实现大规模应用，并推动整个半导体行业的技术进步。

小结

3.5D封装技术作为半导体封装领域的又一重要创新，结合了2.5D和3D-IC的优势，解决了散热、噪声和信号完整性等方面的问题，为高性能计算、AI/ML和更多应用领域提供了新的解决方案。

登录阅读全文



免责声明：该内容由专栏作者授权发布或作者转载，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点，本站亦不保证或承诺内容真实性等。若内容或图片侵犯您的权益，请及时联系本站删除。侵权投诉联系： nick.zong@aspencore.com！

汽车电子设计本公众号是博主和汽车电子的行业的工程师们一起交流、探讨、思考的小结，以作为技术交流和沟通的桥梁

进入专栏

汽车电子设计本公众号是博主和汽车电子的行业的工程师们一起交流、探讨、思考的小结，以作为技术交流和沟通的桥梁

文章：4214篇粉丝：84人

关注  私信

半导体封装：3.5D技术解析

Part 1

Part 2

最近文章

热门文章

推荐

最新资讯