Embedded Multi-Die Interconnect Bridge

Ein Durchbruch in der fortschrittlichen Packaging-Technologie.

Ein elegantes Interconnect für mehr Ordnung

Die Embedded Multi-die Interconnect Bridge (EMIB) ist ein eleganter und kostengünstiger Ansatz für das In-Package-Interconnect von Chips verschiedener Fertigungsgrößen mit hoher Dichte. Die Branche bezeichnet diese Anwendung als 2,5D-Package-Integration. Anstatt einen großen Silizium-Interposer zu verwenden, der in der Regel bei anderen 2,5D-Ansätzen zu finden ist, verwendet die Embedded Multi-die Interconnect Bridge (EMIB) einen sehr kleinen Bücken-Die mit mehreren Routing-Ebenen. Dieser „Bridge-Die“ wird im Rahmen unseres Substratfertigungsprozesses eingebettet.

Verbinden heterogener Dies

Moderne Packaging-Techniken erfordern eine maximale Anzahl von Verbindungen zwischen Dies. Herkömmliche Lösungen für diese Herausforderung werden als 2,5D-Lösungen bezeichnet und verwenden einen Silizium-Interposer und Through-Silicon-Vias (TSVs), um Dies in sogenannter Silizium-Interconnect-Geschwindigkeit bei minimalem Platzbedarf zu verbinden. Das Ergebnis sind zunehmend komplexe Layouts und Fertigungstechniken, die Tape-Outs verzögern und die Ausbeute verringern.

Integration einer Interconnect Bridge

Wir haben nach einer Lösung gesucht, die praktisch in der Konstruktion, zuverlässig für jeden Die und einfach in Konstruktionen zu implementieren ist. Das Ergebnis ist die Embedded Multi-die Interconnect Bridge (EMIB), kurz EMIB. In einem einzigen Substrat können zahlreiche Bridges integriert werden, was hohe I/Os und gut kontrollierte elektrische Interconnect-Pfade zwischen mehreren Dies ermöglicht, je nach Bedarf. Da die Chips nicht über einen Silizium-Interposer mit TSVs mit dem Package verbunden werden müssen, gibt es nichts, was die Leistung beeinträchtigen könnte. Wir verwenden Micro-Bumps für Signale mit hoher Dichte und Standard-Flip-Chip-Bumps mit gröberem Raster für direkte Strom- und Masseverbindungen von Chip zu Package.

Der Querschnitt zeigt zwei Dies, die zu einem Package verbunden wurden, wobei Micro-Bumps Verbindungen zwischen den Dies über einen Bridge-Chip bilden.

Einfach und skalierbar

Keine zusätzlichen Beschränkungen der Die-Größe: Der Silizium-Interposer in einem typischen 2,5D-Package ist ein Stück Silizium, das größer ist als alle Dies, für die er Interconnects herstellt. Im Gegensatz dazu ist die Silizium-Bridge ein kleines Stück Silizium, das nur unter den Kanten von zwei miteinander verbundenen Dies eingebettet ist. Dadurch können Dies in den meisten Größen in mehreren Dimensionen verbunden werden, wodurch zusätzliche physische Einschränkungen der Befestigung heterogener Dies innerhalb der theoretischen Grenzen vermieden werden.

Das Bild zeigt ein schwieriges, aber dennoch wünschenswertes Layout. Die 2,5D-Lösung nach Industriestandard kann dies nicht bewältigen, da der Silizium-Interposer nicht groß genug produziert werden kann, um alle Dies zu verbinden. Die Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB) ermöglicht jedoch die flexible Platzierung dieser Dies und damit die Skalierung in beiden Dimensionen.

Ausbeute im normalen Package-Bereich ohne TSVs

Das Ergebnis ist eine Lösung, die einfach zu entwickeln und herzustellen ist, ohne die Ausbeute unter die übliche Package-Ausbeute sinken zu lassen. Durch die Verwendung von Silizium-Bridges entfällt die Notwendigkeit für:

  1. Gestaltung und Füllen der TSVs
  2. Rückseitige Interposer-Prozesse, mit denen die TSVs erkannt werden

Da es keinen Silizium-Interposer gibt, werden Dies direkt mit standardmäßigen Flip-Chip-Montageprozessen am Package montiert.