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半导体

异构集成渐成产业半导体的新“显学”

作者:陈炳欣泉源:中国电子报、皇冠网址大全_波音现金网排名公布工夫:2019-09-23 22:29我要批评

异构集成是半导体财产延伸摩尔定律的新显学。随着半导体技能不时开展,制造工艺曾经到达7nm,迫近物理极限,依托减少线宽的方法曾经无法同时满意功能、功耗、面积以及信号传输速率等多方面的要求。越来越多数导体等厂商开端将开展重点放在异构集成技能之上,以应对新的应战。克日,在意法半导体(ST)举行的2019产业巡展演上,ST亚太区功率分立及模仿器件市场及使用地区副总裁Francesco Muggeri在主题演讲中提到,将异构集成作为产业半导体范畴的技能核心。意法半导体将推进面向产业的高附加值公用零碎级封装技能。这表现半导体范畴异构集成风潮正在不时延伸,正向着产业半导体等细分范畴开展。

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异构集成的两种开展道路

半导体财产过来数十年来,以摩尔定律作为低落本钱与功耗,并提拔处置功能的次要偏向。集成电路上可包容的晶体管数目,每18个月添加一倍。但是,随着工艺愈来愈精细,摩尔定律推进工夫面对延伸的题目,业界开端实验经过封装、软件等方法,停止异构整合,借此延伸芯片性价比。半导体制程将于来岁推向5纳米量产,也正式引爆了异构芯片集成的开展动能。

异构集成是为了提拔全体芯片效能,把差别芯片整合在一同的办法,封测技能发扬了要害作用。英特尔、AMD、台积电等厂商都在积极投入异构集成的开展,如英特尔推进Foveros 3D封装技能,以完成Lakefield芯片巨细核间的垂直堆叠;台积电CoWoS 2.5D封装技能,经过接纳硅中介层的技能,把芯片封装到硅载片上,并运用硅载片上的高密度走线停止互联。

但是,产业半导体与通讯、效劳器芯片等3C范畴的市场需求又有所差别,关于高功能盘算没有那么激烈。但是,产业半导体也有本身的应战。使用多样化、产物非规范化、产物小众化和定制化以及多为小批量需求是产业半导体市场的次要特点,与通讯芯片、存储器芯片动辄几万万颗的状况大不相反。

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关于如许的市场,该当怎样应对呢?Francesco Muggeri以为,一方面需求开展数字及可复用平台,以满意多元化的产物需求。经过产业制公用芯片满意小众化产物。另一方面,零碎级封装则是应对产物非规范化的利器。可以依据用户的要求,将差别芯片的集成方案停止调解,到达更高的功率密度、更智能化,愈加灵敏。

也便是说,异构集成以后将呈现两种开展道路图:一是工艺节点微缩化,如10 nm以下节点;二是满意功用性需求,通常为传统工艺节点。零碎级封装,被视为是一种经过添加功用、维持或进步功能、同时低落本钱来进步产物代价的无效办法。

Francesco Muggeri以为,零碎级封装带来的益处许多。它们可以将很多IC和封装组件以及测试技能整合在一同,以打形成本、尺寸和功能等方面优化的高度集成产物,为零碎设计提供了更大的灵敏性,更快的上市工夫,更低的主板庞大性,更高的功能,更低的零碎本钱,更小的形状尺寸,以及更高的牢靠性,合适产业市场的需求。

意法将深耕产业半导体市场

意法半导体是一家环球半导体公司,2018年净支出96.6亿美元,以业内最普遍的产物组合著称。意法半导体为差别电子使用范畴如智能驾驶、产业半导体、通讯和物联网等差别范畴的客户提供半导体处理方案。

Francesco Muggeri表现,产业将是意法半导体以后的重点开展的市场之一。意法半导体深耕产业市场多年,曾经有超越五千多款支持产业使用的产物,包罗传感器、功率、微控制器、模仿器件等。在产业半导体市场中,意法半导体曾经处于抢先地位。比方,在功率分立器件排名第二,模仿器件第三,微器件第四,传感器和制动器范畴排名第九。

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面临云云丰厚的产物线,以及产业市场多元化的半导体需求,异构集成正是非常合适的开展偏向。经过将差别的要害技能集成在一个零碎,可以为产业使用提供更具有附加值的处理方案。比方将STM32与电机控制集成,将使得产业中电机控制变得愈加智能化。

意法半导体早已在产业市场深耕多年,2018年产业市场奉献了意法半导体销量的30%,因而,意法半导体将持续推进产业市场的开展。异构集成将成为产业使用范畴又一紧张趋向。

面对的应战照旧

从技能趋向上看,异构集成将使半导体财产逐步离开对工艺节点微缩的痴迷,转而寻觅在差别技能间的异构整合停止创新。半导体不再是单纯寻求纳米级的创新,而是努力于经过封装技能把周边MEMS、镜头、感测器、生物感测器等都整合出去,如许终端市场需求的影响将进一步缩小。

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固然,这种方法在产业半导体范畴异样存在妨碍。起首是散热题目。芯片的集成与堆叠会让散热题目变得愈加顺手,设计职员需求愈加经心地思索零碎的构造,以顺应、调解各个热门。更进一步,这将影响到整个零碎的架构设计,不只触及以物理架构,也有能够会影响到芯片的设计架构。别的,测试也是一个应战。可以想象在一个封装好的芯片组中,即便每一颗小芯片都能正常任务,也很难包管集成在一同的零碎级芯片坚持正常。对其停止准确测试需求破费更大工夫,这需求从最后EDA东西,到仿真、制造以及封装各个关键的协同高兴。


责任编辑:陈炳欣
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