《電子技術(shù)應(yīng)用》
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低成本ASIC技術(shù)現(xiàn)身,PCB將成過去,?

2009-08-28
作者:來源:電子工程專輯
關(guān)鍵詞: 工藝技術(shù) ASIC PCB siXis

我們也許很快就能跟印刷電路板(PCB)道別,,并能把裸晶(bare die)裝配在一種晶圓級硅電路板上,,并因此擺脫那些耗電量很大的封裝焊接導(dǎo)線。

 

一家新創(chuàng)公司siXis最近委托晶圓廠SVTC制造其嵌入式硅電路板運算模塊,,并聲稱該產(chǎn)品將填補印刷電路板原型與ASIC設(shè)計之間的落差,;這種硅電路板并號稱可做為ASIC的低成本、低耗電替代品,。


siXis建議客戶使用FPGA編程邏輯電路,,選好內(nèi)存芯片與外圍電路,再讓該公司把這些IC的裸晶裝配到客制化硅電路板上,,如此就產(chǎn)生一種基本上是系統(tǒng)級封裝(system-in-package)技術(shù)的產(chǎn)品,。


“我們公司是利用自有硅電路板技術(shù),設(shè)計并制造嵌入式運算模塊產(chǎn)品,;所謂的硅電路板是一種大面積的被動硅組件,,正面包含多層氧化物與銅布線,背面則是硅孔道 (silicon vias),、重分布層(redistribution layer)與鉛錫凸塊(solder bumps),。”siXis工程副總裁David Blaker介紹。


“我們以覆晶方式將邏輯IC,、內(nèi)存與被動組件黏著在硅電路板的正面,,并將其封裝起來;客戶所看到的成品會很像是產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝(球柵數(shù)組式)芯片,,但實際上它已經(jīng)是一個完整的運算系統(tǒng),。”Blaker補充。


siXis表示,,其技術(shù)能將電路板尺寸縮小到三分之一,,產(chǎn)生的系統(tǒng)在重量與耗電量上也比傳統(tǒng)使用標(biāo)準(zhǔn)芯片的方案來得低??蛻艨商峁┰碗娐钒?,交由該公司透過SVTC的制程轉(zhuǎn)換成采用硅電路板的產(chǎn)品。

 

 


siXis的硅電路板設(shè)計與傳統(tǒng)電路板設(shè)計的尺寸比較


“這 種產(chǎn)品也能叫做“窮人的ASIC”,,因為它基本上是一種使用高性能硅基板的系統(tǒng)級封裝方案,;”市場研究機構(gòu)Gartner的半導(dǎo)體制造業(yè)研究副總裁Jim Walker指出,在硅基板上進(jìn)行覆晶式系統(tǒng)級封裝的成本雖比采用導(dǎo)線架,、打線接合封裝來得高,,卻很適合高性能運算應(yīng)用,因為覆晶技術(shù)提供了更快,、更低耗 電,,所需導(dǎo)線長度也最短的方案。


傳統(tǒng)上若要將采用標(biāo)準(zhǔn)零件的電路板設(shè)計縮小,,就是把邏輯與外圍電路整合設(shè)計成客制化ASIC,,再焊到PC電路板上搭配外部內(nèi)存芯片;但若改用硅電路板設(shè)計,,其成本估計可削減到采用傳統(tǒng)方案的十分之一,。而siXis表示設(shè)計的轉(zhuǎn)換可在6個月之內(nèi)完成。


siXis 亦指出,,透過將芯片的導(dǎo)線封在相同的BPA封裝中,,其硅電路板設(shè)計能將寄生電容(parasitic capacitance)降低到20%以下。此外也能將內(nèi)存組件與FPGA整合在一起,,使其互連速度更快,,并藉由削減不必要的封裝層,以及將導(dǎo)線整合在 硅電路板上,、以縮減其長度與負(fù)載量等方式,,降低系統(tǒng)的耗電。


其它使用硅穿孔的先進(jìn)封裝技術(shù)已朝向裸晶堆棧發(fā)展,,雖免除了芯片封裝間的耗電導(dǎo)線,,卻也面臨3D堆棧的芯片發(fā)熱使彼此溫度升高的問題。而siXis的方案除了擁有尺寸小,、導(dǎo)線短的優(yōu)點,,其芯片是以并排而非堆棧方式置放在硅基板上,因此只需要散熱片來降低溫度,。

 

 

 


除了一些對尺寸與耗電有高要求的軍事應(yīng)用,,siXis也鎖定通訊、醫(yī)療影像,、測試與量測,、航天與高性能運算等領(lǐng)域的客戶。該公司的硅電路板目前是委由SVTC以CMOS與MEMS技術(shù),,以8吋或12吋晶圓來生產(chǎn),。

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