BOSTON, 5 de julio de 2023 /PRNewswire/ —

¿Por qué es necesario el empaquetado avanzado de semiconductores?

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Factores clave que afectan el ancho de banda de un módulo empaquetado. Fuente: IDTechEx

Este es un mundo centrado en los datos. La creciente cantidad de datos generados en diversas industrias impulsa cada vez más la demanda de computación de gran ancho de banda. Las aplicaciones como el aprendizaje automático y la IA requieren potentes capacidades de procesamiento, lo que lleva a la necesidad de colocar transistores densos en chips y pasos de interconexión compactos en el empaque. Este último destaca la importancia de las tecnologías de semiconductores para cumplir estos requisitos.

El empaquetado de semiconductores ha evolucionado desde el nivel de placa hasta la integración a nivel de oblea, lo que ha traído avances notables. La integración a nivel de oblea brinda ventajas sobre los métodos tradicionales, como una mayor densidad de conexión, huellas más pequeñas para aplicaciones sensibles al tamaño y un rendimiento mejorado. El empaque de semiconductores «avanzado» incluye específicamente empaques de distribución de alta densidad, 2.5D y 3D, caracterizados por un tamaño de paso de choque por debajo de 100 µm, lo que permite densidades de interconexión al menos 10 veces más altas.

El ancho de banda es clave

Para mejorar el ancho de banda desde la perspectiva del empaquetado, entran en juego dos factores clave: el número total de E/S (entrada/salida) y la tasa de bits por cada E/S. Aumentar la cantidad total de E/S requiere habilitar patrones de línea/espacio (L/S) más finos en cada capa de enrutamiento/capa de redistribución (RDL) y tener una mayor cantidad de capas de enrutamiento. Por otro lado, la mejora de la tasa de bits por E/S está influenciada por la distancia de interconexión entre los chipsets y la selección de materiales dieléctricos. Estos factores tienen un impacto directo en el rendimiento y la eficiencia generales del sistema de envasado.

Aprovechando el alto ancho de banda: exploración de materiales y procesamiento para empaques de semiconductores avanzados

Profundizar en el logro de una mayor densidad de cableado y una mayor tasa de bits por E/S desde una perspectiva de materiales y procesamiento revela el papel fundamental que desempeña la selección de materiales dieléctricos y la utilización de técnicas de procesamiento adecuadas. Estos factores tienen un impacto significativo en el rendimiento general y las capacidades del sistema de envasado.

La selección de materiales dieléctricos adecuados es fundamental, teniendo en cuenta propiedades como una constante dieléctrica baja, un CTE óptimo (lo más cercano posible al CTE de Cu) y características mecánicas favorables que garanticen la fiabilidad del módulo, como el módulo de Young y la elongación. Estas opciones permiten velocidades de datos más altas al mismo tiempo que preservan la integridad de la señal y facilitan las características de línea/espacio fino para una mayor densidad de cableado.

En los aceleradores de alto rendimiento, como las GPU, los dieléctricos inorgánicos como el SiO2 se han utilizado ampliamente para lograr características de línea/espacio (L/S) ultrafinas. Sin embargo, su uso está limitado en aplicaciones que demandan conectividad de alta velocidad debido a sus elevados retardos RC. Como alternativa, se han propuesto dieléctricos orgánicos por su rentabilidad y capacidad para mitigar los retrasos de RC a través de su baja constante dieléctrica. Sin embargo, los dieléctricos orgánicos presentan desafíos, incluido un alto CTE, que puede afectar negativamente la confiabilidad del dispositivo y dificultades para escalar a características finas de L/S.

Además de seleccionar los materiales apropiados, las técnicas de procesamiento empleadas durante la fabricación del empaque juegan un papel crucial para lograr una mayor cantidad de E/S y mejorar la tasa de bits por E/S. Los pasos involucrados en los procesos de empaquetamiento 2.5D, incluida la litografía, CMP (planarización química mecánica), procesos de grabado y CMP y procesos de unión en unión híbrida Cu-Cu 3D, presentan desafíos para lograr un enrutamiento más estrecho y una mayor densidad de cableado. IDTechEx proporciona información detallada sobre cómo la elección de los materiales influye en los procesos de fabricación, ofreciendo una comprensión integral de su impacto en el empaquetado de semiconductores avanzados.

Materiales y tecnologías cubiertos en el informe IDTechEx

El informe «Materiales y procesamiento para empaques de semiconductores avanzados 2024-2034» de IDTechEx se divide en cuatro partes principales y ofrece un enfoque estructurado para comprender el empaque de semiconductores avanzados. La primera parte proporciona una introducción completa a las tecnologías, las tendencias de desarrollo, las aplicaciones clave y el ecosistema de empaques de semiconductores avanzados, brindando a los lectores una visión general sólida. La segunda parte se centra en los procesos de empaquetado 2.5D, profundizando en aspectos cruciales, incluidos los materiales dieléctricos para RDL y Microvia, las técnicas de fabricación de RDL y la selección de materiales para EMC y MUF. Cada subsección dentro de esta parte presenta un análisis detallado de los flujos de procesos, los puntos de referencia tecnológicos, las evaluaciones de los jugadores y las tendencias futuras, brindando a los lectores información integral.

El informe continúa más allá de la discusión del empaque 2.5D a la tercera parte, que se enfoca en la innovadora tecnología de unión híbrida Cu-Cu para el apilamiento de troqueles 3D. Esta sección proporciona información valiosa sobre el proceso de fabricación y ofrece orientación sobre la selección de materiales para obtener resultados óptimos. También presenta estudios de casos que destacan la implementación exitosa de enlaces híbridos Cu-Cu utilizando dieléctricos orgánicos e inorgánicos. Además, el informe incluye un pronóstico de mercado de 10 años para el módulo de empaque de semiconductores avanzados de dieléctrico orgánico, presentado en el último capítulo. Este pronóstico abarca métricas de unidad y área, brindando a la industria perspectivas significativas sobre el crecimiento y las tendencias anticipadas del mercado para la próxima década.

Para obtener más información sobre este informe de IDTechEx, incluidas las páginas de muestra descargables, visite www.IDTechEx.com/MatsforASP.

Acerca de IDTechEx

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