Indasteri ea chip ea likoloi e ntse e fetoha
Haufinyane tjena, sehlopha sa boenjiniere sa semiconductor se ile sa buisana ka lichifi tse nyane, hybrid bonding, le lisebelisoa tse ncha le Michael Kelly, Motlatsi oa Motlatsi oa Amkor's chip e nyane le kopano ea FCBGA. Hape ba neng ba kopanela puisanong e ne e le mofuputsi oa ASE William Chen, CEO oa Promex Industries Dick Otte, le Sander Roosendaal, Mookameli oa R & D oa Synopsys Photonics Solutions. Ka tlase ke lintlha tse qotsitsoeng tsa puisano ena.
Ka lilemo tse ngata, nts'etsopele ea li-chips tsa likoloi ha ea ka ea nka boemo bo ka sehloohong indastering. Leha ho le joalo, ka ho phahama ha likoloi tsa motlakase le nts'etsopele ea litsamaiso tse tsoetseng pele tsa infotainment, boemo bona bo fetohile haholo. Ke lintlha life tseo u li hlokometseng?
Kelly: ADAS ea maemo a holimo (Advanced Driver Assistance Systems) e hloka hore li-processor tse nang le ts'ebetso ea 5-nanometer kapa tse nyane hore li be le tlholisano 'marakeng. Hang ha u kena ts'ebetsong ea li-nanometer tse 5, u tlameha ho nahana ka litšenyehelo tsa li-wafer, tse lebisang tlhokomelong e hlokolosi ea litharollo tse nyane tsa chip, kaha ho thata ho etsa li-chips tse kholo ts'ebetsong ea 5-nanometer. Ho feta moo, tlhahiso e tlase, e bakang litšenyehelo tse phahameng haholo. Ha u sebetsana le 5-nanometer kapa mekhoa e tsoetseng pele haholo, bareki ba atisa ho nahana ka ho khetha karolo ea 5-nanometer chip ho e-na le ho sebelisa chip eohle, ha ba ntse ba eketsa matsete sethaleng sa ho paka. Ba ka 'na ba nahana, "Na e ka ba khetho e theko e tlaase ho finyella ts'ebetso e hlokahalang ka tsela ee, ho e-na le ho leka ho phetha mesebetsi eohle ka chip e kholoanyane?" Kahoo, e, lik'hamphani tse phahameng tsa likoloi li hlile li ela hloko theknoloji e nyenyane ea chip. Likhamphani tse etellang pele indastering li shebile taba ena ka hloko. Ha ho bapisoa le lefapha la komporo, indasteri ea likoloi e kanna ea ba lilemo tse 2 ho isa ho tse 4 ts'ebelisong ea theknoloji e nyane ea chip, empa mokhoa oa ts'ebeliso ea eona lefapheng la likoloi o hlakile. Indasteri ea likoloi e na le litlhoko tse phahameng haholo tsa ts'epahalo, ka hona, ts'epo ea theknoloji e nyane ea chip e tlameha ho pakoa. Leha ho le joalo, ts'ebeliso e kholo ea theknoloji ea chip e nyane tšimong ea likoloi e tseleng.
Chen: Ha ke e-s'o bone litšitiso leha e le life tsa bohlokoa. Ke nahana hore e mabapi le ho hloka ho ithuta le ho utloisisa litlhoko tse amehang tsa setifikeiti ka botebo. Sena se khutlela ho boemo ba metrology. Re etsa joang liphutheloana tse fihlelang litekanyetso tse thata haholo tsa likoloi? Empa ho na le bonnete ba hore theknoloji e amehang e ntse e tsoela pele ho fetoha.
Ho fanoe ka litaba tse ngata tsa mocheso le mathata a amanang le likarolo tse ngata tsa lefu, na ho tla ba le litlaleho tse ncha tsa tlhahlobo ea khatello ea kelello kapa mefuta e fapaneng ea liteko? Na litekanyetso tsa hajoale tsa JEDEC li ka koahela lits'ebetso tse kopaneng tse joalo?
Chen: Ke lumela hore re hloka ho theha mekhoa e felletseng ea tlhahlobo ho tsebahatsa mohloli oa liphoso. Re buisane ka ho kopanya metrology le tlhahlobo ea mafu, 'me re na le boikarabello ba ho fumana mokhoa oa ho aha liphutheloana tse matla haholoanyane, ho sebelisa lisebelisoa le lits'ebetso tsa boleng bo holimo, le ho li netefatsa.
Kelly: Matsatsing ana, re etsa lithuto tsa linyeoe le bareki, ba ithutileng ho hong ho tsoa tekong ea boemo ba tsamaiso, haholo-holo tlhahlobo ea phello ea mocheso litekong tse sebetsang tsa boto, tse sa kenyelletsoeng tlhahlobo ea JEDEC. Teko ea JEDEC e mpa e le tlhahlobo ea isothermal, e kenyelletsang "ho nyoloha ha mocheso, ho oa, le phetoho ea mocheso." Leha ho le joalo, kabo ea mocheso ka har'a liphutheloana tsa sebele e hole le se etsahalang lefatšeng la sebele. Bareki ba ntseng ba eketseha ba batla ho etsa tlhahlobo ea boemo ba sistimi esale pele hobane ba utloisisa boemo bona, leha e se bohle ba bo tsebang. Theknoloji ea ketsiso le eona e bapala karolo mona. Haeba motho a e-na le litsebo tsa papiso ea motsoako oa mocheso oa mocheso, ho hlahloba mathata ho ba bonolo hobane ba tseba likarolo tseo ba lokelang ho tsepamisa maikutlo ho tsona nakong ea tlhahlobo. Teko ea boemo ba sistimi le theknoloji ea ketsiso lia tlatsana. Leha ho le joalo, mokhoa ona o ntse o le boemong ba oona ba pele.
Na ho na le litaba tse ngata tse amanang le mocheso tse lokelang ho rarolloa libakeng tsa theknoloji tse holileng ho feta nakong e fetileng?
Otte: Ho joalo, empa lilemong tse 'maloa tse fetileng, litaba tsa coplanarity li se li totile haholo. Re bona litšiea tsa koporo tse 5,000 ho isa ho tse 10,000 holim'a chip, tse arohaneng pakeng tsa 50 microns le 127 microns. Haeba u hlahloba ka hloko lintlha tse amehang, u tla fumana hore ho beha litšiea tsena tsa koporo holim'a substrate le ho etsa ts'ebetso ea ho futhumatsa, ho pholisa le ho reflow soldering ho hloka ho finyella hoo e ka bang karolo e le 'ngoe ka ho nepahala ha coplanarity tse likete tse lekholo. Karolo e le 'ngoe ka ho nepahala ha likete tse lekholo e tšoana le ho fumana lehare la joang bo bolelele ba lebala la bolo. Re rekile lisebelisoa tse ling tsa Keyence tse sebetsang hantle haholo ho lekanya ho bata ha chip le substrate. Ha e le hantle, potso e latelang ke mokhoa oa ho laola ketsahalo ee ea ntoa nakong ea potoloho ea reflow soldering? Ena ke taba e hatellang e lokelang ho rarolloa.
Chen: Ke hopola lipuisano tse mabapi le Ponte Vecchio, moo ba neng ba sebelisa solder e tlaase ea mocheso bakeng sa ho nahanisisa ka kopano ho e-na le mabaka a tshebetso.
Ka lebaka la hore lipotoloho tsohle tse haufi li ntse li na le mathata a mocheso, li-photonics li lokela ho kopanngoa joang ho see?
Roosendaal: Ketsiso ea mocheso e hloka ho etsoa bakeng sa likarolo tsohle, 'me ho ntšoa ha maqhubu a phahameng ho boetse hoa hlokahala hobane matšoao a kenang ke matšoao a maqhubu a phahameng. Ka hona, litaba tse kang ho bapisa impedance le motheo o nepahetseng li hloka ho rarolloa. Ho ka ba le li-gradients tsa bohlokoa tsa mocheso, tse ka bang teng ka har'a lefu ka boeona kapa pakeng tsa seo re se bitsang "E" die (motlakase) le "P" die (photon die). Ke labalabela ho tseba hore na re hloka ho tebela ka botebo litšobotsing tsa mocheso oa likhomaretsi.
Sena se hlahisa lipuisano mabapi le lisebelisoa tsa ho kopanya, khetho ea tsona, le botsitso ka nako. Ho totobetse hore theknoloji ea li-hybrid bonding e sebelisitsoe lefatšeng la sebele, empa ha e e-s'o sebelisoe bakeng sa tlhahiso ea bongata. Boemo ba hona joale ba theknoloji ee ke bofe?
Kelly: Mekha eohle ea thekiso ea thepa e ela hloko theknoloji ea hybrid bonding. Hajoale, theknoloji ena e etelletsoe pele ke li-Foundries, empa lik'hamphani tsa OSAT (Outsourced Semiconductor Assembly and Test) le tsona li ithuta ka botebo lits'ebetso tsa eona tsa khoebo. Likarolo tsa bonding tsa copper hybrid dielectric li 'nile tsa netefatsoa ka nako e telele. Haeba bohloeki bo ka laoloa, mokhoa ona o ka hlahisa likarolo tse matla haholo. Leha ho le joalo, e na le litlhoko tse phahameng haholo tsa bohloeki, 'me litšenyehelo tsa thepa e kholo li holimo haholo. Re bile le liteko tsa pele tsa ts'ebeliso mocheng oa sehlahisoa oa AMD oa Ryzen, moo boholo ba SRAM bo neng bo sebelisa theknoloji ea copper hybrid bonding. Leha ho le joalo, ha ke so bone bareki ba bang ba bangata ba sebelisa theknoloji ena. Le hoja e le tseleng ea theknoloji ea lik'hamphani tse ngata, ho bonahala eka ho tla nka lilemo tse 'maloa hore lisebelisoa tse amanang le tsona li fihlelle litlhoko tse ikemetseng tsa bohloeki. Haeba e ka sebelisoa tikolohong ea fektheri e nang le bohloeki bo fokolang hanyenyane ho feta lesela le tloaelehileng la lesela, 'me haeba litšenyehelo tse tlaase li ka finyelloa, mohlomong theknoloji ena e tla fumana tlhokomelo e eketsehileng.
Chen: Ho ea ka lipalo-palo tsa ka, bonyane lipampiri tse 37 tse mabapi le bonding e nyalisitsoeng li tla hlahisoa kopanong ea 2024 ECTC. Ena ke ts'ebetso e hlokang tsebo e ngata mme e kenyelletsa palo e kholo ea ts'ebetso e ntle nakong ea kopano. Kahoo theknoloji ena e tla bona ts'ebeliso e atileng. Ho se ho ntse ho na le linyeoe tsa kopo, empa nakong e tlang, e tla ata haholo mafapheng a fapaneng.
Ha u bua ka "lits'ebetso tse ntle," na u bua ka tlhoko ea matsete a bohlokoa a lichelete?
Chen: Ehlile, e kenyelletsa nako le boiphihlelo. Ho etsa ts'ebetso ena ho hloka tikoloho e hloekileng haholo, e hlokang matsete a lichelete. E boetse e hloka lisebelisoa tse amanang, tseo ka ho tšoanang li hlokang lichelete. Kahoo sena ha se akarelletse feela litšenyehelo tsa ts'ebetso empa hape le matsete a lits'ebeletso.
Kelly: Maemong a sebaka sa li-micron tse 15 kapa ho feta, ho na le thahasello e kholo ea ho sebelisa theknoloji ea copper pillar wafer-to-wafer. Haele hantle, li-wafers li bataletse, 'me boholo ba chip ha bo kholo haholo, bo lumellang hore ho be le phallo ea boleng bo holimo bakeng sa tse ling tsa libaka tsena. Leha sena se hlahisa mathata a mang, se theko e tlase haholo ho feta ho itlama ho theknoloji ea copper hybrid bonding. Leha ho le joalo, haeba tlhokahalo e nepahetseng e le li-microns tse 10 kapa ka tlase, boemo boa fetoha. Lik'hamphani tse sebelisang theknoloji ea "chip stacking" li tla finyella likheo tsa micron tse nang le palo e le 'ngoe, tse kang 4 kapa 5 microns, 'me ha ho na mokhoa o mong. Ka hona, theknoloji e loketseng e tla ntlafala ka mokhoa o ke keng oa qojoa. Leha ho le joalo, mahlale a morao-rao a ntse a tsoela pele ho ntlafala. Kahoo joale re shebane le meeli eo litšiea tsa koporo li ka e atolosang le hore na thekenoloji ena e tla tšoarella nako e telele ka ho lekaneng hore bareki ba liehe matsete a ntlafatso ea "qualification" ho theknoloji ea 'nete ea koporo ea koporo.
Chen: Re tla amohela feela mahlale a nepahetseng ha ho hlokahala.
Na ho na le lintlafatso tse ngata tse ncha tšimong ea motsoako oa epoxy molding hajoale?
Kelly: Metsoako e bōpang e bile le liphetoho tse khōlō. CTE ea bona (coefficient of thermal extension) e fokotsehile haholo, e leng se etsang hore li amohelehe bakeng sa likopo tse loketseng ho tloha ponong ea khatello.
Otte: Ha re khutlela puisanong ea rona e fetileng, ke li-chips tse kae tsa semiconductor tse ntseng li etsoa ka 1 kapa 2 micron spacing?
Kelly: Karolo ea bohlokoa.
Chen: Mohlomong ka tlase ho 1%.
Otte: Kahoo theknoloji eo re buang ka eona ha e hlahelle. Ha se mokhahlelong oa lipatlisiso, kaha lik'hamphani tse etellang pele li hlile li sebelisa theknoloji ena, empa e theko e boima ebile e na le chai e tlase.
Kelly: Sena se sebelisoa haholo komporong e sebetsang hantle haholo. Matsatsing ana, ha e sebelisoe feela litsing tsa data empa hape le ho li-PC tsa maemo a holimo esita le lisebelisoa tse ling tse tšoaroang ka letsoho. Le hoja lisebelisoa tsena li batla li le nyenyane, li ntse li e-na le ts'ebetso e phahameng. Leha ho le joalo, maemong a pharaletseng a li-processor le lits'ebetso tsa CMOS, karolo ea eona e ntse e le nyane. Bakeng sa bahlahisi ba tloaelehileng ba li-chip, ha ho hlokahale ho sebelisa theknoloji ena.
Otte: Ke ka lebaka leo ho makatsang ho bona theknoloji ena e kena indastering ea likoloi. Likoloi ha li hloke li-chips hore li be nyane haholo. Li ka lula lits'ebetsong tsa nanometer tse 20 kapa tse 40, kaha litšenyehelo tsa transistor ka li-semiconductors li tlase haholo ts'ebetsong ena.
Kelly: Leha ho le joalo, litlhoko tsa computational bakeng sa ADAS kapa ho khanna ka boithaopo li tšoana le tsa li-PC tsa AI kapa lisebelisoa tse tšoanang. Ka hona, indasteri ea likoloi e hloka ho tsetela ho mahlale ana a tsoetseng pele.
Haeba potoloho ea lihlahisoa e le lilemo tse hlano, na ho sebelisa theknoloji e ncha ho ka eketsa molemo bakeng sa lilemo tse ling tse hlano?
Kelly: Ke taba e utloahalang haholo. Indasteri ea likoloi e na le lehlakoreng le leng. Nahana ka balaoli ba servo ba bonolo kapa lisebelisoa tse bonolo tsa analog tse bileng teng ka lilemo tse 20 mme li theko e tlase haholo. Ba sebelisa li-chips tse nyane. Batho ba indasteri ea likoloi ba batla ho tsoela pele ho sebelisa lihlahisoa tsena. Ba batla feela ho tsetela lisebelisoa tsa khomphutha tsa maemo a holimo haholo tse nang le li-chips tse nyane tsa dijithale mme mohlomong ba li kopanye le lichifi tsa analoge tse theko e tlase, memori ea flash, le li-chip tsa RF. Bakeng sa bona, mohlala o monyenyane oa chip o na le kutloisiso e ngata hobane o ka boloka likarolo tse ngata tse theko e tlaase, tse tsitsitseng, tsa moloko oa khale. Ha ba batle ho fetola likarolo tsena kapa hona ho hloka. Joale, ba hloka feela ho eketsa chip e nyane ea 5-nanometer kapa 3-nanometer ho phethahatsa mesebetsi ea karolo ea ADAS. Ebile, ba sebelisa mefuta e fapaneng ea li-chips tse nyane sehlahisoa se le seng. Ho fapana le PC le masimo a komporo, indasteri ea likoloi e na le mefuta e fapaneng ea lits'ebetso.
Chen: Ho feta moo, li-chips tsena ha lia tlameha ho kenngoa haufi le enjene, kahoo maemo a tikoloho a batla a le betere.
Kelly: Mocheso oa tikoloho likoloing o phahame haholo. Ka hona, le haeba matla a chip a se a phahame haholo, indasteri ea likoloi e tlameha ho tsetela lichelete tse ling ho litharollo tse ntle tsa taolo ea mocheso mme e kanna ea nahana ho sebelisa indium TIM (lisebelisoa tsa sehokelo sa mocheso) hobane maemo a tikoloho a thata haholo.
Nako ea poso: Apr-28-2025