在算力撬動一切的今天，先進封裝與Chiplet設計幾乎已成為高性能芯片的必然選擇。在先進封裝技術與Chiplet架構的雙力作用下，芯片這艘一度受困于摩爾定律的巨輪再次向前航行，先進封裝功勛卓著。

2023年5月11日，第95屆CEIA中國電子智能制造高峰論壇在蘇州成功舉辦。國內外知名品牌，業內500余位知名專家、學者齊聚一堂，共同探討高可靠性測試技術方案，共商未來發展機遇。奇異摩爾先進封裝專家，徐健先生受邀發表《算力時代的先進封裝技術》的主題演講，探討大算力時代，先進封裝與Chiplet技術的發展與應用。

封裝：從幕后英雄，到前臺主角

“封裝是半導體制造的重要環節，起到保護、支撐、散熱，以及連接外部電路的作用……”。封裝的這一定義，在今天看來，已不足以概括先進封裝的價值。??????

隨著先進制程帶來的成本優勢和先發優勢減弱，異質異構集成已成為行業公認提升系統性能、降低成本的關鍵技術之一，其實現極大地依賴于先進封裝技術。

在異質異構的世界里，chiplet是“生產關系”，是決定如何拆分及組合芯粒的方式與規則；先進封裝技術是“生產力”，通過堆疊、拼接等方法實現不同芯粒的互連。先進封裝技術已成為實現異質異構的重要前提。

隨著Fab廠商紛紛試水封裝賽道，通過Fab工藝加持封裝，先進封裝工藝的革新也層出不窮。從傳統2D封裝發展至2.xD、2.5D和3D封裝，先進封裝技術維度的革新，為芯片的集成提供了全新的可能性。

與傳統封裝相比，先進封裝能夠實現更小的線寬、線距，從而提供更好的電氣性能和速度；通過更好的互連設計和更高的集成度，減少PCB與芯片之間的巨大代差的影響，并承載更多的IO以而實現單位空間內更高密度的系統集成，從而滿足產品在大算力和小型化方面的需求。

徐健先生表示，先進封裝與當下火遍全球的Chiplet概念密不可分。Chiplet設計基于先進封裝技術，涵蓋了從2.xD、2.5D到3D封裝的多種范疇。Chiplet將不同的芯粒模塊化，再通過先進封裝技術，進行芯粒之間的互連，從而實現更高規模的集成。

其中，2.5D封裝通過無源Silicon Interposer、TSV通孔進行進行同層線路、不同芯片間的互連，可以有效實現芯片性能的提升。

3D封裝形式被認為是Chiplet設計與先進封裝的下一階段，其與2.xD和2.5D的顯著不同在于中介層的性質。從封裝層面來說，Base die較2.5D的無源中介層更進一步，升級為一顆獨立可用的完整芯片，從而讓芯片的集成度得到了更大程度的提高。

Base die中往往會集成cache、電源管理器等輔助功能模塊，通過上下層芯片的die2die進行芯片間的立體通信。目前，全球各大頭部企業都在布局這一賽道。在可預見的時間里，2.5D-3D封裝與Chiplet的組合，將成為大算力芯片提升性能、降低成本最有效方式。這一趨勢也引發了先進封裝結構中新型互聯單元：Base die的需求。

Basedie作為3D Chiplet的必備模塊，已成為AMD和Intel為首的頭部大廠的重要研發課題之一。國內這一領域尚在起步階段，也有少量具有前瞻視角的企業提前布局這一賽道。其中，奇異摩爾作為國內首批專注于2.5D和3D Chiplet研發的公司，基于Chiplet架構，為客戶提供核心通用互聯芯粒及系統級解決方案，旗下產品線分為兩大部分，其一是2.5D、3D芯粒系列，其二是Die-to-Die IP系列。奇異摩爾基于UCIe標準，提供覆蓋各種不同類型、綜合能力強、具高帶寬、低延時、低功耗的Die2Die IP，支持2.x/2.5/3D 等多種封裝形態。

奇異摩爾為客戶提供基于IO Die和Base Die的完整解決方案，基于核心互聯芯粒，客戶只需設計少量功能單元，即可搭建產品系列平臺，能極大地降低研發及量產的成本。奇異摩爾的解決方案覆蓋數據中心、自動駕駛、邊緣AI、5G、6G移動通信等需要大算力芯片的領域。客戶可以最高提升芯片的系統性能至1.5倍，并實現研發成本（80%）和量產時間（60%）的下降。

如何進行Chiplet封裝設計

徐建表示，從封裝設計方式上來講，Chiplet與傳統封裝有所不同。由于Chiplet封裝中涉及多個芯粒的集成，不同芯粒可能具有不同的熱、電、結構特性。在封裝設計過程中需要更加細致地考慮熱管理、流體流動、電性能和結構布局等因素，以確保整體系統的穩定性和可靠性。

此外，Chiplet封裝需要在芯片后端增加一些額外的流程，如PV（Physical Verification，物理驗證）、時序分析、電性能和熱力分析等。這些流程確保了芯片封裝的可行性和可靠性，并幫助優化設計和解決潛在的問題。這些差異也增加了chiplet封裝設計的復雜性。

Chiplet封裝設計需要考慮各個芯粒的協同工作，并進行系統級優化，以實現整體系統的性能和功耗平衡。這涉及到芯片之間的通信帶寬、延遲、功耗消耗等方面的綜合考慮，以滿足應用需求并提供最佳的性能。

奇異摩爾在Chiplet生產和測試方面有著豐富的實踐經驗，同時擁有多樣化的產業資源，可提供世界領先水平的先進封裝設計、小規模打樣測試和其他服務，以盡可能低的成本助力客戶解決Chiplet領域中最棘手的挑戰。

同時，奇異摩爾也與主流FAB及OSAT通力協作，提供Chiplet量產管理服務；客戶只需自研核心芯片，無需管理其他芯粒及復雜封測流程，即可輕松實現Chiplet量產，并可以通過共享奇異摩爾平臺供應鏈體系，有效降低量產成本。