先進封裝技術CoWoS分享紀要

老虎說芯|Tiger Chip|

2024-08-16 16:41:24 779

深圳線下交流來了產業(yè)大咖，分享了臺積電的CoWoS干貨。

臺積電的CoWoS（Chip On Wafer On Substrate）技術是一種先進的半導體封裝技術，旨在提升集成電路的性能、減小封裝尺寸，并有效降低功耗。

CoWoS技術通過在一個硅中介層（Interposer）上集成多個芯片（或芯片組），形成一個高性能的封裝解決方案。該技術主要應用于需要高帶寬和低延遲的高性能計算（HPC）、人工智能（AI）加速器和數(shù)據(jù)中心等領域。

1、CoWoS的關鍵技術點

多芯片集成：CoWoS技術能夠將不同功能的芯片（如CPU、GPU、內存芯片等）集成到一個封裝中。這些芯片可以采用不同的制造工藝節(jié)點，從而實現(xiàn)最佳的性能和成本效益組合。

硅中介層（Interposer）：硅中介層是CoWoS技術的核心組件，提供了高密度的互連網絡。中介層上的微米級金屬線和通孔（TSV，Through-Silicon Via）實現(xiàn)了芯片間的高速數(shù)據(jù)傳輸。

高效散熱：多芯片集成的封裝需要有效的散熱管理，CoWoS技術通過優(yōu)化的封裝設計和材料選擇，實現(xiàn)了高效的散熱，從而確保芯片在高負載下穩(wěn)定運行。

根據(jù)采用的不同的中介層（ interposer ），臺積電把CoWoS 封裝技術分為三種類型——CoWoS-S（Silicon Interposer）、CoWoS-R（RDL Interposer）以及CoWoS-L（Local Silicon Interconnect and RDL Interposer）。

2、技術優(yōu)勢

提升帶寬和性能：通過減少芯片之間的互連距離，CoWoS技術顯著提高了數(shù)據(jù)傳輸帶寬和速度，降低了延遲。適用于需要快速數(shù)據(jù)處理和高吞吐量的應用場景。

功耗優(yōu)化：緊密的芯片集成和高效的互連設計降低了系統(tǒng)的整體功耗，延長了設備的使用壽命。

靈活的設計和制造：CoWoS技術支持不同工藝節(jié)點和不同類型芯片的集成，設計靈活性大。可以根據(jù)具體需求進行定制化設計，滿足多樣化的市場需求。

3、應用領域

高性能計算（HPC）：需要處理大量數(shù)據(jù)和復雜計算的領域，如科學計算、金融建模等。

人工智能（AI）：AI加速器和深度學習處理器需要高帶寬和低延遲的數(shù)據(jù)傳輸。

數(shù)據(jù)中心：服務器和網絡處理器等需要高效的數(shù)據(jù)處理能力和快速的存儲訪問。

小結：臺積電的CoWoS（Chip On Wafer On Substrate）技術通過將多個芯片緊密集成在一個封裝中，并利用硅中介層提供高速互連，顯著提升了系統(tǒng)的性能、帶寬和能效，適用于需要高性能和高帶寬的計算和數(shù)據(jù)處理應用。

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