24小时联系电话:18217114652、13661815404
中文
公司新闻
PCB 与多芯片模块、小芯片和硅互连结构
PCB 与多芯片模块、小芯片和硅互连结构
硅互连结构是一种在多芯片模块上连接小芯片的方法，它将为许多应用（尤其是主板）消除 PCB 和笨重的 SoC。这一切都会发生吗？显然，我们无法知道未来，但设计人员应该意识到电子行业的变化。
尽管这至少是几十年来第三次发生这种情况，但多芯片模块的历史可以追溯到 1970 年代的 IBM 泡泡存储器。一旦您切入流行语并分析将多芯片模块引入主流所涉及的挑战，就更容易了解 PCB 和集成电路之间的未来关系。
多芯片模块、小芯片和硅互连结构
如果您不熟悉这三个术语，那么这些技术是异构集成中相互关联的部分。在这种类型的集成中，具有单独优化结构的不同设备被集成到单个晶片中。
多芯片模块：将其视为整个 PCB，但由硅或其他半导体制成，所有部件均内置于单个晶片中。
小芯片：这实际上是硅或其他材料上的集成电路块。该模块使用光刻工艺直接构建到多芯片模块上。
硅互连结构：将小芯片连接到多芯片模块的底层互连架构。将此视为 PCB 上走线的硅模拟。请注意，相同的互连架构可以适用于其他半导体材料。
多芯片模块中的异构集成挑战
多芯片模块是电子界的一项梦想技术。好处集中在消除塑料封装以及减少或消除外部互连上。借助这项技术，我们的愿景是消除多个 SoC 和传统的 SiP 结构，并将整个系统构建在单个晶圆上。如果您正在为智能手机构建 SoC，这将有效地将具有不同功能的多个 IC 集成到单个多芯片模块中。这就是同构整合的本质。
具有大型散热器和陶瓷基板的高级多芯片模块
这种方法的挑战在于异构集成并不是真正的异构。它仅在功能方面是异质的，而在材料和工艺方面则不是。不同功能的不同IC，只要采用相同的材料和工艺开发，就可以异构集成。虽然您当然可以将功率调节、RF 收发器功能、内核、存储器和其他典型 IC 等功能集成到单个晶圆上，但需要在优化不同功能方面做出牺牲。
用于微波/毫米波应用的射频放大器正在采用 GaAs、GaN 和 SiC 材料的路线，而存储器和处理功能仍主要局限于 Si。然而，GaN 是一种正在取得进展的材料（例如，GaN 微控制器的发布）并且可以为将电源电路、GHz RF 电路、存储器和处理能力异构集成到单个晶片中提供机会。
判决
鉴于在单个多芯片模块上集成具有不同功能和材料的不同小芯片所涉及的技术挑战，PCB 将继续存在。可靠地集成具有不同功能的多个小芯片的问题目前令人望而却步，尽管这可能会在未来发生变化。这意味着需要不同材料的不同功能需要分离到不同的多芯片模块中。然后，这些独立的多芯片模块需要像使用标准组装工艺的任何其他 IC 组一样集成到 PCB 中。
在每个功能都可以集成到单个晶圆中之前，PCB 设计人员仍将从事设计先进电子系统的工作。在这位研究人员看来，在我们看到多芯片模块中设想的异构集成之前，我们将看到电子光子集成电路(EPIC) 变得高度商业化。我们甚至可能会看到光子小芯片集成到多芯片模块中，并与硅互连结构的光子模拟连接。事实上，像有些公司已经研究这项技术有一段时间了，集成电路行业正在召开会议，讨论为硅光子元件商业化制定标准和扩展策略。
集成超越了多芯片模块。
即使我们确实看到了具有显着异构集成的多芯片模块，但这并不意味着我们将完全淘汰 PC。对于 EPIC，仍需要 PCB 来提供组件之间的光学互连。对于光子多芯片模块，由于 IV 族、III-V 族和 II-VI 族半导体之间的不兼容性，可能仍然存在集成问题。每年为消费市场生产的大量电子产品是高度多样化的，并非所有这些产品都需要像多芯片模块那样先进的东西。