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在過去的半個多世紀以來,摩爾定律以晶體管微縮技術(shù)推動了集成電路性能的不斷提升,但隨著晶體管微縮遇到技術(shù)和成本挑戰(zhàn),以先進封裝為代表的行業(yè)創(chuàng)新,在支持系統(tǒng)擴展需求、降低系統(tǒng)成本等方面發(fā)揮越來越大的作用。以2.5D/3D chiplet封裝、高密度SiP為代表的高性能異質(zhì)異構(gòu)集成正成為集成電路未來創(chuàng)新的發(fā)展方向之一。
長電科技認為,以往封裝技術(shù)更多考慮的是電連接、熱及力學性能、工藝成本等,但高性能的封裝技術(shù)將從系統(tǒng)層面優(yōu)化產(chǎn)品性能、功耗、尺寸、成本、可靠性、開發(fā)周期、上市時間。
與此同時,高性能封裝也推動了芯片設(shè)計方法學的推陳出新,催生了從設(shè)計技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(design technology co-optimization DTCO)到系統(tǒng)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(system technology co-optimization, STCO)的理念與實踐創(chuàng)新。
協(xié)同設(shè)計是必由之路
高性能封裝的一個特征在于芯片、封裝功能融合。高性能封裝的出現(xiàn),使芯片成品制造環(huán)節(jié)已經(jīng)與芯片設(shè)計和晶圓制造環(huán)節(jié)密不可分,融為一體。協(xié)同設(shè)計是高性能封裝的必由之路。
隨著集成電路系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,尤其是高級封裝中的多尺度交互(芯片-封裝-系統(tǒng)),傳統(tǒng)的基于設(shè)計規(guī)則的單向DFM已不能滿足需求。設(shè)計技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(DTCO)通過工藝和設(shè)計協(xié)同實現(xiàn)半導(dǎo)體集成電路性能的增長,持續(xù)推進摩爾定律演進。
設(shè)計與制程技術(shù)的整合式優(yōu)化和架構(gòu)創(chuàng)新,推動設(shè)計和制造一體化,對于實現(xiàn)更優(yōu)的PPA(功率、性能、面積)、可靠性、制造良率和總成本發(fā)揮積極作用。
而隨著小芯片(Chiplet)及高性能封裝技術(shù)的發(fā)展,業(yè)內(nèi)又提出了一個更為先進的設(shè)計開發(fā)路徑——系統(tǒng)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(STCO)。
STCO:超越摩爾定律
系統(tǒng)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(STCO)是繼設(shè)計技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(DTCO)后通過小芯片(Chiplet)的高性能集成封裝實現(xiàn)最優(yōu)集成電路產(chǎn)品的方法變革。
長電科技認為,系統(tǒng)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化(STCO)通過系統(tǒng)層面進行功能分割及再集成,以先進高性能封裝為載體,通過芯片、封裝、系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化實現(xiàn)系統(tǒng)整體性能的提升。這一模式促進芯片開發(fā)的核心從器件集成走向微系統(tǒng)集成,推動產(chǎn)業(yè)超越摩爾定律。
STCO設(shè)計方法更關(guān)注系統(tǒng)性能最優(yōu)解,在設(shè)計過程中開始得更早,并專注于分解系統(tǒng),原來單芯片上的各個功能可以被分解到芯粒上,而每個芯粒都可以采用最合適的技術(shù)(邏輯節(jié)點,工藝,材料等)進行制造,以便以更低的成本構(gòu)建微系統(tǒng)的各個組成部分,并以更高性能的方式集成在一起實現(xiàn)整體性能的突破。
同時,系統(tǒng)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化也更重視應(yīng)用為驅(qū)動的發(fā)展模式。封測作為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中距離應(yīng)用端最近的環(huán)節(jié),推動系統(tǒng)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化以產(chǎn)品性能需求為中心,從系統(tǒng)架構(gòu)到芯粒設(shè)計制造,再到高性能封裝把所有環(huán)節(jié)協(xié)同優(yōu)化,最大程度地提供合適的應(yīng)用產(chǎn)品。
秉持創(chuàng)新的設(shè)計理念和高性能封裝技術(shù)積淀,長電科技正以更加積極的與業(yè)界合作推動芯片-封裝-系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計的發(fā)展,打造更具市場競爭力的集成電路產(chǎn)品與服務(wù),推動產(chǎn)業(yè)不斷向前發(fā)展。
