芯片内部及封装互连的几种关键物理结构
2026/6/12 19:17:54 网站建设 项目流程

自上而下包括:

FEOL & BEOL:FEOL(前道工序)是底层的晶体管等器件;

BEOL(后道工序)是芯片内部的金属布线层。

ubump微凸块):用于高密度、短距离的芯片间连接。

TSV(硅通孔):贯穿整个硅片的垂直通道,是实现 3D芯片堆叠(让芯片像盖楼一样垂直相连)的关键技术。

C4凸块:相对较大的传统倒装焊料球,通常用于将芯片连接到封装基板上。

第一阶段:传统封装时代(Pitch:1000-100um)技术 (PCB & MCM):多芯片模块(MCM)。芯片(Die)通过C4凸块连接到基板(Substrate),基板再通过BGA锡球连接到主板(PCB)上。特点:连接间距较大,属于传统的 2D封装,通信带宽和密度受限。

第二阶段:2.5D高级封装时代(Pitch:50-25um)技术 (Fan-out扇出型封装):引入了中介层(Interposer)或硅桥接器(Bridge)。多个裸片通过更密集的bump连接到中介层上,实现高密度的数据交换。对应应用 (下排图示):Chiplet小芯片):将原本巨大的一块单片逻辑芯片拆分成多个小模块,通过这种技术拼接在一起,提高良率并降低成本。HBM3/HBM3E(高带宽内存):将多层DRAM存储芯片(Die 0Die N)通过TSV技术垂直打通并堆叠在逻辑控制芯片上,极大提升了内存带宽。

第三阶段:3D异构集成时代(Pitch:10um甚至更小)技术 (Hybrid Bonding混合键合):这是目前最前沿的互连技术。它彻底抛弃了凸块(bump),直接将两块芯片表面的铜焊盘在分子层面对齐并压合在一起(如右上角HB放大图所示)。对应应用 (下排图示):Cache Stacking(缓存堆叠):能够将大容量的SRAM缓存直接“贴”在逻辑芯片(CPU/GPU)的正上方。Chip Group(复杂芯片组):结合 2.5D和 3D技术,将逻辑核心、接口、缓存、内存完全异构集成在一起,形成超级芯片。

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