日月光VIPack平台首创FOCoS扇出型基板芯片封装技术

半导体封测龙头日月光半导体4日宣布,日月光VIPack平台系列中业界首创的FOCoS (Fan Out Chip on Substrate) 扇出型基板芯片封装技术,其中主要分为Chip First (FOCoS-CF) 以及Chip Last (FOCoS-CL) 两种技术流程的解决方案,可以更有效提升高性能计算的性能。此扇出型封装技术的发展提供了突破性的上板可靠性 (board level reliability) 和卓越的电性性能,满足需要更大内存以及计算能力的网络和人工智能应用集成需求。

日月光指出,随着芯片互联的高密度、高速和低延迟需求不断增长,FOCoS-CF和FOCoS-CL解决方案是更高层级的创新封装技术。FOCoS-CF和FOCoS-CL方案解决传统复晶封装将系统单芯片 (SoC) 组装在基板上的局限性,将两个或多个芯片重组为扇出模块 (fan out module),再置于基板上实现多芯片以及小芯片 (Chiplet) 的集成。封胶体分隔重布线层 (Encapsulant-separated RDL) 是一种Chip First技术,有助于解决传统重组芯片制程技术中的芯片放置和设计规则的相关问题。

而FOCoS-CF利用封胶体分隔重布线层 (RDL) 有效改善芯片封装互动作用 (Chip Package Interaction ,CPI) ,在RDL制造阶段降低芯片应力上的风险以及提供更好的高频信号完整性。还可改善高端芯片设计规则,通过减少銲垫间距提高到现有10倍的I/O密度,同时可集成不同节点和不同芯片厂的芯片,创造的异质集成商机。数据显示,FOCoS-CL对于集成高带宽内存 (High Bandwidth Memory,HBM) 特别有效益,这也是极其重要的技术领域,能够优化功率效率并节省空间。随着HPC、服务器和网络市场对HBM的需求持续增长,FOCoS-CL提供关键的性能和空间优势。

日月光强调,通过先进封装技术实现异质集成,可在单一封装内实现不同设计和制程节点的小芯片集成。异质集成以可控成本实现更高的系统智能、更好的连接性和更高的性能,同时提供了良率提升和IP重复利用的价值。日月光的FOCoS产品组合 (FOCoS-CF和FOCoS-CL) 符合市场需求,这两种解决方案都可将不同的芯片和复芯片件封装在高脚数BGA基板上,从而使系统和封装架构设计师能够为其产品战略、价值和上市时间,设计出最佳的封装集成解决方案。

FOCoS封装技术实现的小芯片集成,可多达五层的重布线层 (RDL) 互联、具有1.5/1.5µm RDL L/S的较小线距以及34×50mm² 的大扇出模块尺寸。FOCoS还提供广泛的产品集成方案,例如集成高带宽内存 (HBM) 的专用集成电路 (ASIC) ,以及集成串化器/解串化器 (SerDes) 的ASIC,可广泛应用于HPC、网络、人工智能/机器学习 (AI/ML) 和云计算等不同领域。此外,由于不需要硅中介层 (Si Interposer) 并降低了寄生电容,FOCoS展现了比2.5D Si TSV更好的电性性能和更低的成本。

日月光研发副总洪志斌表示,FOCoS-CF和FOCoS-CL不可思议之处,在于能够通过扇出技术扩展电性连接来优化多芯片互联集成,同时实现异质和同质集成,将多个独立芯片集成在一个扇出型封装中。这是业界首创的创新技术,为客户在满足严格的微型化、高带宽、低延迟和陆续发展的设计和性能需求上,提供相当大的竞争优势。

日月光销售与营销资深副总Yin Chang,小芯片的架构是目前半导体产业发展趋势,这种架构需要变革性的封装技术创新来满足关键的功率和性能要求。作为产业领导者,日月光通过VIPack平台提供包括FOCoS-CF和FOCoS-CL在内的系统集成封装技术组合,协助实现HPC、人工智能、5G和汽车等重要应用。

(首图来源:人人生来平等,CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons)