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大发排列3计划:半導體行業增速放緩 先進封裝技術帶來新機會

本文由:许寒珊 编辑 2019年09月17日 3:40 军事热点62 ℃

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為了實現這一目標♂△,英特爾也推出了一系列技術▽♂,從縱向、橫向等各個角度實現密度更高的多芯片集成↑。一種用於堆疊裸片的高密度垂直互連⊙△,可以大幅度提高帶寬∵⌒☆,同時也可以實現高密度的裸片疊加;第二種是全局的橫向互連↑◇▽,未來會隨着小芯片使用越來越普及;第三種是全方位互連∟♀⊿,「通過全方位互連可以實現我們之前無法達到的3D堆疊帶來的性能⌒▽∵。」

芯片垂直產業鏈包括設計、製造和封測π。在今年整個半導體行業增速放緩┊﹡┊,甚至有可能負增長的背景下⊿◇♂,但先進封裝產業仍有望高速增長♂,英特爾、三星、台積電等芯片巨頭也頻頻亮劍♂﹡,推出自己的新技術〇♀?。

在被問到新的封裝技術是否會讓其他客戶使用時π♂,Babak Sabi表示∵,如果客戶通過英特爾代工的形式合作⌒,可以把3D封裝技術授權給其使用〇┊。他補充稱∴♀,「之前Altera這家公司就是用我們的3D封裝技術∵▽,但是現在已經被英特爾收購﹡〇⌒。」

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半導體行業正處於轉折點♂↑。越先進的芯片﹡,設計和製造成本越來越高◇,有關摩爾定律「消亡」的論點不絕於耳☆⌒。目前⊿〇∴,先進封裝技術越來越受關注▽□,被視為延續摩爾定律的新路徑◇⌒。

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不過⊿⌒⌒,先進封裝在延續摩爾定律的同時也面臨散熱、測試難度等多方面的挑戰∴┊。散熱是3D堆疊最棘手的問題之一⌒◇△。由於裸片(die)上下垂直堆疊在一起﹡∟,熱量很難散發☆﹡□。對此⌒⊙,Ravi Mahajan回應稱♂,冷卻是3D封裝技術重要的考慮方向∟⊿〇。不過他也表示∟♂⊿,目前有技術可以更好地減少底部裸片上的熱區和熱點△〇∟,也可以通過單片分割技術更好地解決這點〇∟。另一方面♀♂△,可以進一步減少從底部裸片到上部裸片的熱傳導☆∴,更好改善熱屬性⊿,解決冷卻問題♂。

更複雜的封裝技術意味着測試也更難∟∵△。常規的芯片測試中◇,一個芯片測試後進行封裝再進行整體測試♂。而系統化封裝中┊∵,對每個小芯片的性能測試以及整體系統的測試無疑讓芯片測試變得更加複雜♂◇?。

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小芯片是一塊物理硅片♂,上面封裝了一個完整的IP子系統◇◇▽。通過封裝級集成∵∵,多個小芯片與底層基礎芯片封裝在一起⊿⌒∵,形成多功能異構系統化封裝芯片☆↑。通過這一技術⊙⌒▽,工程師可以像搭積木一樣♂☆⊿,在芯片庫里將不同工藝的小芯片組裝在一起實現不同功能∟◇。

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Adel介紹稱↑,通過把不同功能屬性的小芯片連接並放在同一封裝里﹡⊿∵,可以實現接近於單晶片的特點性能和功能∴♂∟。

根據市場調研機構Yole的《先進封裝產業現狀(2019年版)》報告↑,半導體行業在2017年和2018年經歷了兩位數的增長□⊙﹡,收入不斷創紀錄后☆⌒,2019年將放緩增長(同比負增長)☆▽↑。然而﹡〇,先進封裝仍有望保持增長勢頭π□,同比增長約6%♀。

如何看待台積電的封裝技術∵?英特爾封裝研究事業部組件研究部首席工程師Adel Elsherbini表示∵⊙﹡,「英特爾的3D封裝技術結合了3D以及2D堆疊的兩項優勢∴π,在這個領域台積電的SoIC做不到▽⊙。第二個就是我們的ODI全向互連∟,可以通過在小芯片(chiplet)之間的布線空隙來實現π﹡♂,這一點也是我們與SoIC之間的不同之處◇┊⌒。」

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Babak Sabi稱〇♂,小芯片數量的增加以及面積的大幅度縮小的確可能在未來成為一個重要的問題□?♂,「這也就是為什麼我們確保採用全部的技術能力以及創新的解決方案對每個芯片都進行更加完整、更好的測試△,同時我們也必須要確保在芯片集成到最終產品的時候⊙,對終端產品進行更加完整的測試〇。只有這樣才能滿足更好的質量和具體的性能需求?∴。」

該報告預計⌒┊,先進封裝市場將實現8%的複合年增長率∵∴,2024年市場產值將達到440億美元◇⊙┊。相反∴▽π,傳統封裝市場同期的複合年增長率僅2.4%⊙⊿♀。整體而言∵∟,集成電路封裝市場的複合年增長率將達5%↑▽?。

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傳統的封測代工廠商如日月光、江蘇長電等正面臨來自台積電、聯電和其他晶圓代工廠的競爭∵。這些晶圓製造廠進入該行業已達數年〇⊙▽,台積電正在爭奪高端封裝業務♂,而英特爾、三星等IDM廠商內部也有封測業務♂▽。

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例如∴﹡,3D封裝領域〇﹡⊿,台積電預計於2020年導入量產SoIC(系統整合單晶片)和WoW(晶圓對晶圓)等3D封裝技術﹡▽,2021年將會大量生產♂。

近期∟,在英特爾先進封裝技術解析會上π,英特爾院士兼技術開發部聯合總監Ravi Mahajan對第一財經等媒體表示?↑∴,「整個業界都在不斷推動先進多芯片封裝架構的發展〇⊙,以更好滿足高帶寬、低功耗的需求∵◇。英特爾擁有多項關鍵的基礎技術⌒↑,包括像EMIB、Foveros還有Co-EMIB等都是MCP(多芯片封裝)高密度實現的關鍵□?⌒。」

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