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日月光推出硅通孔FOCoS-Bridge技術(shù),AI/HPC封裝能效躍升72%

發(fā)布時(shí)間:2025-5-30 10:59    發(fā)布者:eechina
關(guān)鍵詞: 日月光 , 硅通孔 , FOCoS-Bridge , 封裝能效
日月光半導(dǎo)體今日宣布,推出具備硅通孔(TSV)技術(shù)的扇出型基板上晶片橋接技術(shù)(FOCoS-Bridge),為人工智能(AI)與高性能計(jì)算(HPC)領(lǐng)域提供突破性封裝解決方案。該技術(shù)通過垂直互連架構(gòu),將信號傳輸電阻降低72%、電感減少50%,同時(shí)實(shí)現(xiàn)處理器、加速器與高帶寬內(nèi)存(HBM)的無縫整合,顯著提升系統(tǒng)能效與數(shù)據(jù)傳輸速率。

TSV技術(shù)賦能,F(xiàn)OCoS-Bridge突破性能瓶頸

FOCoS-Bridge技術(shù)是日月光VIPack封裝平臺的核心支柱之一,其創(chuàng)新點(diǎn)在于將TSV硅通孔集成至扇出型重布線層(RDL)中,形成垂直互連通道。相較于傳統(tǒng)橫向信號傳輸,TSV的加入使電力傳輸路徑縮短70%,電阻從原版技術(shù)的12Ω降至3.4Ω,電感從8nH降至4nH。這一突破解決了AI/HPC系統(tǒng)中高功率、高帶寬需求下的信號延遲與功耗問題,尤其適用于多ASIC芯片與HBM3內(nèi)存的異構(gòu)集成。

在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上,F(xiàn)OCoS-Bridge采用“橋接芯片+銅連接層”架構(gòu)。首先在基板上嵌入獨(dú)立硅晶橋接芯片,通過三層重布線層(線寬/線距5µm)實(shí)現(xiàn)ASIC與HBM的橫向互連,再結(jié)合TSV垂直互連通道,形成立體化信號網(wǎng)絡(luò)。測試顯示,該技術(shù)可支持85mm×85mm大型封裝體,內(nèi)含2顆ASIC、4顆HBM3及8片橋接芯片,芯片間互連密度較傳統(tǒng)覆晶封裝提升百倍。

能效革命:功耗降低72%,滿足AI算力爆發(fā)需求

隨著AI大模型參數(shù)規(guī)模突破萬億級,數(shù)據(jù)中心對算力密度與能效的要求呈指數(shù)級增長。日月光研發(fā)處長李德章指出,F(xiàn)OCoS-Bridge通過TSV垂直互連,將電力傳輸損耗降低72%,使系統(tǒng)整體能效比提升40%。例如,在8顆HBM3與2顆ASIC的集成封裝中,該技術(shù)可將數(shù)據(jù)傳輸帶寬從1.2TB/s提升至3.5TB/s,同時(shí)維持信號完整性,滿足下一代AI訓(xùn)練芯片的需求。

此外,F(xiàn)OCoS-Bridge支持主動(dòng)與被動(dòng)元件的異構(gòu)集成。用戶可選配去耦電容優(yōu)化電源傳輸,或嵌入內(nèi)存控制器、I/O接口等主動(dòng)芯片,實(shí)現(xiàn)“封裝即系統(tǒng)”的架構(gòu)創(chuàng)新。例如,在自動(dòng)駕駛芯片封裝中,該技術(shù)可集成雷達(dá)信號處理模塊與AI推理單元,減少PCB板級互連損耗。

技術(shù)生態(tài):從架構(gòu)創(chuàng)新到標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)

FOCoS-Bridge技術(shù)已通過多家AI芯片廠商驗(yàn)證,并支持UCIe、OpenHBI等芯片互連標(biāo)準(zhǔn)。日月光工程和技術(shù)推廣處長Charles Lee表示,該技術(shù)可兼容臺積電CoWoS-L、英特爾EMIB等2.5D封裝方案,客戶可根據(jù)需求選擇“TSV+扇出”或“純扇出”模式。例如,在800G光模塊芯片封裝中,F(xiàn)OCoS-Bridge的TSV通道可將光電轉(zhuǎn)換效率提升25%,延遲降低至5ns以下。

目前,日月光已建成TSV專用產(chǎn)線,支持5µm線寬/線距的三層RDL加工,并計(jì)劃于2026年推出2.5µm線寬工藝,進(jìn)一步縮小互連間距。行業(yè)分析師指出,隨著AI算力需求激增,具備TSV的FOCoS-Bridge技術(shù)或?qū)⒊蔀楦叨薃I芯片封裝的“標(biāo)配”,推動(dòng)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向高密度、低功耗方向演進(jìn)。

市場前景:重塑AI芯片競爭格局

據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Yole Développement預(yù)測,2028年全球AI芯片封裝市場規(guī)模將達(dá)320億美元,其中2.5D/3D封裝占比超60%。日月光FOCoS-Bridge技術(shù)的推出,不僅鞏固了其在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的領(lǐng)先地位,也為國產(chǎn)AI芯片廠商提供了替代臺積電CoWoS的可行方案。例如,某國產(chǎn)AI芯片企業(yè)采用FOCoS-Bridge封裝后,其7nm芯片的能效比提升35%,成本降低20%。

日月光執(zhí)行副總Yin Chang強(qiáng)調(diào),F(xiàn)OCoS-Bridge是公司“可持續(xù)高效能運(yùn)算”戰(zhàn)略的核心組成部分。未來,日月光將聯(lián)合生態(tài)伙伴,推動(dòng)TSV技術(shù)向14nm以下工藝節(jié)點(diǎn)延伸,并探索玻璃通孔(TGV)與FOCoS-Bridge的融合方案,為量子計(jì)算、6G通信等前沿領(lǐng)域提供封裝支持。
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