在過去的半個多世紀以來,摩爾定律以晶體管微縮技術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和成本挑戰,以先進封裝為代表的行業創新,在支持系統擴展需求、降低系統成本等方面發揮越來越大的作用。以2.5D/3D chiplet封裝、高密度SiP為代表的高性能異質異構集成正成為集成電路未來創新的發展方向之一。

長電科技認為,以往封裝技術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將從系統層面優化產品性能、功耗、尺寸、成本、可靠性、開發周期、上市時間。

與此同時,高性能封裝也推動了芯片設計方法學的推陳出新,催生了從設計技術協同優化(design technology co-optimization DTCO)到系統技術協同優化(system technology co-optimization, STCO)的理念與實踐創新。

協同設計是必由之路

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,使芯片成品制造環節已經與芯片設計和晶圓制造環節密不可分,融為一體。協同設計是高性能封裝的必由之路。

隨著集成電路系統復雜性的增加,尤其是高級封裝中的多尺度交互(芯片-封裝-系統),傳統的基于設計規則的單向DFM已不能滿足需求。設計技術協同優化(DTCO)通過工藝和設計協同實現半導體集成電路性能的增長,持續推進摩爾定律演進。

設計與制程技術的整合式優化和架構創新,推動設計和制造一體化,對于實現更優的PPA(功率、性能、面積)、可靠性、制造良率和總成本發揮積極作用。

而隨著小芯片(Chiplet)及高性能封裝技術的發展,業內又提出了一個更為先進的設計開發路徑——系統技術協同優化(STCO)。

STCO:超越摩爾定律

系統技術協同優化(STCO)是繼設計技術協同優化(DTCO)后通過小芯片(Chiplet)的高性能集成封裝實現最優集成電路產品的方法變革。

長電科技認為,系統技術協同優化(STCO)通過系統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、系統協同優化實現系統整體性能的提升。這一模式促進芯片開發的核心從器件集成走向微系統集成,推動產業超越摩爾定律。

STCO設計方法更關注系統性能最優解,在設計過程中開始得更早,并專注于分解系統,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(邏輯節點,工藝,材料等)進行制造,以便以更低的成本構建微系統的各個組成部分,并以更高性能的方式集成在一起實現整體性能的突破。

同時,系統技術協同優化也更重視應用為驅動的發展模式。封測作為集成電路產業鏈中距離應用端最近的環節,推動系統技術協同優化以產品性能需求為中心,從系統架構到芯粒設計制造,再到高性能封裝把所有環節協同優化,最大程度地提供合適的應用產品。

秉持創新的設計理念和高性能封裝技術積淀,長電科技正以更加積極的與業界合作推動芯片-封裝-系統協同設計的發展,打造更具市場競爭力的集成電路產品與服務,推動產業不斷向前發展。