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通过Interposer或硅桥实现Die间高速互连技术研究

更新时间:2026-04-15 11:27:56 大小:19K 上传用户:烟雨查看TA发布的资源 标签:interposerdie 下载积分:2分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

一、引言

随着半导体技术进入后摩尔时代,传统"More Moore"路径面临物理极限,"More than Moore"战略成为延续摩尔定律的关键方向。其中,多芯片集成(MCM)、系统级封装(SiP)和芯片级封装(CoWoS)等先进封装技术通过将多个功能Die集成在单一封装体内,实现了性能提升与成本优化。Die间高速互连作为多芯片集成的核心挑战,直接影响系统带宽、功耗与延迟特性。Interposer(中介层)与硅桥(Silicon Bridge)技术凭借其高布线密度与信号完整性优势,成为当前主流的Die间互连解决方案。

二、Interposer技术原理与实现

(一)技术定义与分类

Interposer是一种位于封装基板与芯片Die之间的中介层结构,通过高密度布线实现多个Die的电气连接。根据材料特性可分为:

· 硅基Interposer:采用CMOS工艺制造,利用硅通孔(TSV)实现垂直互连,布线密度可达10^4-10^5 I/O/mm²

· 有机Interposer:基于BT树脂或PI材料,通过激光钻孔形成微导通孔(μVIA),成本较硅基低30%-50%

· 玻璃Interposer:具有低热膨胀系数(CTE≈3ppm/℃)和高绝缘性,适用于高频信号传输

(三)性能优势与挑战

硅基Interposer的核心优势在于:

1. 高布线密度:采用1μm以下线宽/线距,支持每平方毫米数千个互连点

2. 低信号损耗:硅材料介电常数(ε=11.7)匹配CMOS工艺,减少信号反射

3. thermal management:硅基板导热系数(149W/m·K)远高于有机基板(0.3W/m·K)

主要挑战包括:

· 成本高昂:TSV工艺使制造成本增加50%-100%

· 良率问题:TSV刻蚀与填充工艺良率需达到99.99%以上

· 热应力:硅与有机基板CTE失配(硅4ppm/℃ vs 有机15-20ppm/℃)导致可靠性风险


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