博通推出3.5D XDSiP平台:可整合6000mm²的3D堆叠硅片与12个HBM

博通推出3.5D XDSiP平台:可整合6000mm²的3D堆叠硅片与12个HBM
2024年12月10日 22:56 芯智讯

近日,博通推出了3.5D XDSiP(3.5D eXtreme Dimension System in Package)平台,这也是业界首个3.5D面对面(Face-to-Face,F2F)封装技术,允许整合最多6,000平方毫米的3D堆叠硅片与12个HBM模块,来制作系统封装(SiP)。根据预计,首款3.5D XDSiP产品将于2026年问世。

据介绍,博通3.5DXDSiP采用台积电CoWoS-L封装技术,可提供约5.5倍光罩尺寸的封装,使总面积来到4,719平方毫米,可以将包括逻辑IC、最多12个HBM3/ HBM4堆叠和其他I/O芯片整合在一起。

为了将性能发挥到极致,博通建议采用分解运算芯片的设计,使用铜混合键合(Hybrid Copper Bonding,简称HCB)以F2F方式将一个逻辑芯片堆叠在另一个逻辑芯片上。这种方法使用非微凸块(bumpless)混合键合,直接连接上下硅芯片的金属层,与依赖硅穿孔(TSV)的面对背(face-to-back)相比,是博通3D XDSiP平台的主要优势。

博通指出,F2F 技术可让信号连接数量增加7倍,并缩短信号路径,同时将芯片间界面的耗电量降低90%,减少3D堆叠内运算、內存和I/O元件间的延迟时间,并实现更小的中介层(Interposer)和封装尺寸,从而节省成本并改善封装翘曲问题,为设计团队在上下芯片间重新分解ASIC构架提供更多灵活性。

博通ASIC产品部资深副总裁暨总经理FrankOstojic表示,公司与客户紧密合作,在台积电与EDA伙伴的技术与工具之上,创造出了3.5D XDSiP平台。通过垂直堆叠芯片元件,博通3.5D平台让芯片设计人员为每个元件搭配适当的制程,同时缩小中介层与封装尺寸,大幅改善性能、效率与成本。

博通的3.5D XDSiP的F2F HCB技术很可能是台积电无凸块SoIC-X(Bumpless)堆叠技术的专有实现,尽管采用了博通的专有设计和自动化流程(台积电的 Kevin Zhang 间接证实了这一点)。由于该平台同时使用 2.5D 集成和 3D 堆叠,因此博通称其为“3.5D”。

台积电业务发展与全球销售高级副总裁兼副联合首席运营官张晓强(Kevin Zhang)博士说:“台积电和博通在过去几年中密切合作,将台积电最先进的逻辑工艺和3D芯片堆叠技术与博通的设计专业知识相结合。”

博通将利用其 3.5D XDSiP系统级封装平台,为谷歌、Meta 和 OpenAI 等对性能有无限需求的公司设计定制 AI/HPC 处理器和 ASIC。作为该平台的一部分,博通将提供广泛的 IP,包括 HBM PHY、PCIe、GbE、Full-solution chiplets,甚至是 Silicon Photonics,它使客户能够专注于其处理器最为关键的处理单元架构。

博通3.5D XDSiP产品整合由台积电N2(2nm)制程制造的四个运算芯片、一个I/O芯片和六个HBM模块。该公司也展示为使用该技术的客户,提供多种不同设计。

博通目前正在开发五款使用其 3.5D 技术的产品,包括来自其主要客户的几款面向不断增长的 AI 领域的产品,以及一款将使用 Arm ISA 和台积电 2nm 级工艺技术的富士通 Monaka 处理器——针对 AI 和 HPC 领域。博通透露,其3.5D XDSiP 产品将于 2026 年 2 月开始发货。

富士通资深副总裁暨先进技术开发主管NaokiShinjo表示,凭借长达十多年的合作关系,富士通与博通已成功为市场带来多代高效能运算ASIC,博通最新3.5D平台使富士通下一代基于Arm的2nm处理器FUJITSU-MONAKA实现高性能、低功耗和低成本。

编辑:芯智讯-浪客剑

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