日本研發出半導體「芯粒」進化的關鍵技術

利用開發的芯粒集成化技術試製的樣品

2022/11/09

圖文引用自:nikkei

半導體長年按照大約2年性能翻倍的「摩爾法則」進化。其原動力是減小晶體管等的尺寸,以提高集成度的微細化技術。

這種微細化的極限正在顯現。美國蘋果9月推出的「iPhone 14」採用了4奈米晶片。能夠製造最尖端半導體的在世界上只有台積電(TSMC)、韓國三星電子等為數不多的企業。

在這種背景下,作為新核心技術備受關注的是「芯粒」集成化技術。該技術不是將半導體的構成電路全部集成到一個晶片上,而是將各要素作為小晶片(芯粒)單獨製造之後組合在一起。將芯粒用電連接起來,使其像一個大晶片一樣工作。

如果採用這種方法,圖像處理等需要高運算能力的電路可以採用最尖端技術製造,輸入輸出電路等可以使用傳統技術。與依賴微細化的傳統方法相比,在成品率和成本上更佔優勢。

研究團隊開發出了比原來更簡單的構成連接芯粒的技術。用模壓樹脂封裝連接芯粒的矽橋(高密度佈線晶片)和多個芯粒。芯粒與矽橋用叫做微柱的微小金屬柱連接。並且,用貫通模壓樹脂的稍大的金屬柱(高柱)將芯粒集合體與外部連接。

過去,芯粒之間的連接大多使用被稱為「仲介層(Interposer)」的中間基板。仲介層的主流是矽基板,但這種基板在電氣特性、定位精度、成本等方面存在問題。

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