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本帖最后由 bekindasd 于 2022-3-25 13:42 编辑
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先 进 封 装 ! ~" V& S. |0 H6 W
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电子产品之所以能为人类服务,并不在于其采用多么先进的工艺,而在于其功能(Function) 是否满足人们的需要,因此,能否影响设备的功能则是判断其重要性的关键依据。在传统封装时代,由于上面提到的传统封装的三个功能特点,封装本身并不会使芯片的功能产生任何变化。然而,到了先进封装和SiP时代,这种情况发生了重大的改变!0 B9 ?2 F# Z8 l5 D) v7 Y
什么样的重大改变呢?我们就需要了解先进封装的三个新特点。* @/ ?1 U- Y0 T" A2 ^5 T. x8 M
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提升功能密度 (Increase Function Density)
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功能密度是指单位体积内包含的功能单位的数量,从SiP到先进封装,最鲜明的特点就是系统功能密度的提升。 通过下图,我们就能直观地理解功能密度的含义,下图为应用在航天器中的大容量存储器,左侧为进口的传统存储器,右侧为国内新研发的存储器,实现完全相同的功能,新存储器的体积只有传统存储器的1/4,因此,其功能密度为传统存储器的4倍。 功能密度(Function Density),是一个相对宽泛的概念,在存储器中,可理解为存储密度,并且在其他类型器件中,也同样适用。
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缩短互联长度 (Shorten Interconnection Length)
. ]1 h4 M' O H: @/ X$ X 在传统封装中,芯片之间的互联需要跨过封装外壳和引脚,常常会达到数十毫米甚至更长,如此长的互联会造成较大的延迟,严重影响系统的性能,并且将过多的功耗消耗在了传输路径上。先进封装将芯片之间的电气互联长度从毫米级(mm)缩短到了微米级(um)。互联长度的缩短,带来的好处就是性能提升,功耗降低。 这一点,通过HMB和DDRx的比较大家就能看得很明白。和DDR5相比,HBM性能提升超过了3倍,但功耗却降低了50%。
# i" x" |! `! R, ^进行系统重构 (Execute System Restruction)
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* k D) u# ^3 o3 v. v z( i# F* l! I重点来了,系统重构才是先进封装从幕后走向台前的重要推手。系统重构只发生在系统的多个元素之间。只要是多个芯片,并且之间进行了互联,就会产生功能的改变,我们称之为系统重构。传统封装时代,电子系统的构建多是在芯片级(SoC)或者是在板级(PCB)进行,先进封装时代,在一个封装内构建系统并进行优化,我们称之为封装级系统重构,Chiplet技术、异构集成技术就是封装级系统重构的典型代表。
3 e5 v6 n! u' B( `7 b- t0 j3 H* U9 I6 R% h 总 结
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先进封装属于电子封装,因此传统封装的三个功能先进封装也都具备,此外,相对于传统封装,先进封装又增加了三个新的特点:提升功能密度,缩短互联长度,进行系统重构。这三个新特点给先进封装带来的优势就是:提升系统性能,降低整体功耗!4 X! l8 ?( S6 o# ?6 c& K* h
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