先进封装是NAND的未来吗?那性能和容量已经到了瓶颈了吗?(图文)

发布时间:2022年06月21日

       随着半导体行业竞争的日趋激烈, 人们对芯片设计的关注正逐渐向封装技术转移, 越来越多的人认为芯片封装的改进可以实现芯片更薄更小、性能更高、功耗更低的同时时间, 也更好地迎合了半导体的小型化和市场需求。 , (Through Silicon Via, (Wafer-level fan-out Packaging Technology 原理图) 封装技术芯片本身是很脆弱的, 所以封装就是对每一个芯片进行密封和包裹, 以保护其内部不受任何损坏,

同时也让内部芯片它与外部焊球和金手指相连;这个工艺通常被认为是半导体中最简单的部分, 但随着芯片的纳米工艺越来越小, 芯片越来越薄, 封装工艺是相对落后, 问题造成的物理限制尤为突出, 因此目前的封装工艺比以前更受关注和关注, 存储巨头包括三星、西部数据、美光和海力士等集团公司, 其中海力士认为封装与客户关系密切的戒指将直接决定成品的交付, 因此性能和质量非常重要。
        ng和对封装技术的思考在过去的十年里, 随着内存产品向高性能和大容量方向的不断发展, 重新布线层(flip-chip through-silicon vias等)技术发展迅速, 很多已经成熟到封装.这些技术打破了传统的芯片级封装方式, 在单个硅片或堆叠芯片的晶圆上进行加工, 极大地提高了产品性能和容量。例如, 正在以业界领先的堆叠技术引领市场, 例如高带宽还有服务器用高密度内存的三维堆叠(3等技术。
       封装技术的演进是在2016年, 该技术最早采用垂直堆叠四层50厚的芯片, 使用硅通孔)将它们连接起来, 成功研发了3层内存颗粒;后来, 这项技术被用于8层封装, 通过多个(连接过孔进行散热, 并在芯片之间填充特殊的高导热材料, 使芯片具有出色的散热性能)性能。技术及其技术路线 注:重分布层(:重分布技术, 在已制成的晶圆上进行重分布, 通过额外的金属路由层达到界面重分布。倒装芯片芯片(:使用微凸点焊球)在芯片上, 通过加热、熔化和冷却焊接, 实现芯片与芯片或基板之间的键合方式。 licon vias(:通过在芯片内部形成多个through micro-vias, 通过垂直Stacking可以实现两芯片导通, 面积小, 封装薄, 端口数多, 带宽高, 功耗低。大规模底部填充回流成型:将多个芯片堆叠起来, 然后用特殊材料填充内部填充, 使用回流连接芯片是倒装芯片的进化版本。使用硅通孔技术的存储器产品容量需求的增加推动了芯片技术的发展。芯片封装采用的技术一般在4到8层之间。孔与微凸点的连接基本是业界共识, 随着存储设备容量需求的不断提升, 未来12层甚至16层技术将会量产。因此, 为了实现这一其目的不仅在于减小芯片厚度和凸块尺寸, 还在于利用混合键合技术去除芯片之间的填充物, 直接连接在铜电极上。与使用微凸块技术相比, 混合键合可以显着减小连接尺寸, 增加单位面积的端口数, 大大降低功耗;同时, 减少间距和填充物不仅增加了容量, 还提高了散热性能, 有效解决了功耗和性能增加带来的散热不良问题。
       使用微凸块和混合键合的垂直层压示意图注:混合键合:一种键合金属电极如铜电极和无机绝缘层的方法, 作为将至少两个不同的芯片集成到一个封装中的一种方法, 混合键合可以减少互连间距, 可广泛用于各种封装和存储器件。平衡容量和散热 除了封装方面的技术创新, 业界还需要异构集成解决方案来提高系统容量和高速存储芯片。在增加单个封装的内存容量的同时, 还需要考虑散热和高温性能的问题。因此, 另一种封装技术——晶圆级扇出封装(即应运而生, 利用晶圆表面的金属层重新布线, 将晶圆口与外部连接起来)现已广泛应用于电源和电源。管理芯片。这项技术可以通过使用重新分布层代替基板来降低封装的厚度, 并且研究表明该技术可以显着改善散热, 因此在存储产品中也有类似的研究。为了解决存储器件的功耗和容量问题, 异构集成也是一种目前, 在技术的支持下, 内存产品在性能和容量上都得到了快速提升, 其他类型的封装结合各种技术可以生产出更多、更好、更快的芯片颗粒。当然, 由于存储芯片必须有足够的容量, 芯片垂直堆叠然后扇出的结构是一个难点和重点。不仅要保证制程中的电连接参数, 还要兼顾产能和良率, 优于单层芯片。包装要困难得多。
       三维堆叠包装的使用和技术现在非常火热, 预计年增长率在20%和15%左右。先进的技术可以解决当前产品的各种局限,

而且随着新技术的发展, 他也在自主研发。进化, 而存储产品的性能在很大程度上也取决于封装技术的先进水平, 所以先进封装技术的蓝海还是很广阔的, 需要更多有识之士的加入。
       主编:我的果果超可爱编译自:

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