Многокристальные упаковки чипов доказали свою перспективность и намерены развиваться дальше. Одним из таких путей развития станет увеличение числа контактов между уровнями в многокристальном стеке. Это увеличит скорость обмена, функциональность и гибкость «многоэтажных» сборок, на что решил сделать ставку производитель памяти, компания SK Hynix.
Как подсказывают наши коллеги с сайта AnandTech, компания SK Hynix подписала широкое лицензионное соглашение с компанией Xperi. В числе прочего SK Hynix лицензировала технологию межкристальных соединений 2.5D/3D для пространственной сборки кристаллов в единую конструкцию. Это технология DBI Ultra, созданная внутри дочернего подразделения Xperi группы Invensas.
3D-стек матрицы Sony CIS на логику в сборке IMX260 с помощью DBI
От себя добавим, что технологию DBI (Direct Bond Interconnect) в 2000 году предложил профессор Токийского Университета Тадамото Суга (Tadatomo Suga). Впоследствии она кочевала от собственника к собственнику и осела в руках компании Xperi с улучшениями, внесёнными командой Invensas. Технологию DBI, например, использует Sony для прямого монтажа на кристалл логики кристалла матрицы изображения (пример см. выше). На изображении вы можете видеть совмещение медных контактов после температурной обработки, в ходе которой верхний и нижний кристаллы были соединены механически и электрически без дополнительных элементов припоя и других соединительных элементов.
Технология межкристального соединения DBI Ultra позволяет создать на одном мм2 до 1 млн соединений, тогда как связь обычными контактами даёт только до 625 соединений на мм2. При этом толщину каждого слоя можно уменьшить в два раза. Это означает, что стек из 16 кристаллов, соединённых с помощью технологии DBI Ultra, будет такой же толщины, как стек из 8 кристаллов, соединённых обычной технологией связи.
Очевидно, компания SK Hynix с использованием технологии DBI Ultra будет выпускать новые поколения памяти HBM или даже оперативной памяти с лучшими характеристиками. Этот производитель также нацелен на выпуск матриц изображения, которым для дальнейшей интеграции тоже понадобится технология с более плотным размещением межчиповых связей. Наконец, область ИИ привлекает SK Hynix не меньше остальных, а это — гибридные многокристальные сборки, включая выпуск решений с процессорами, графическими ядрами, ASIC, SoC и ПЛИС. Для всего этого технология DBI Ultra подходит очень хорошо.
Вкратце о технологии DBI Ultra можно сказать следующее. Медные контакты для связи уровней формируются на этапе, близком к завершению обработки слоёв с помощью активации кристаллов плазмой. Затем после порезки на кристаллы происходит склейка кристаллов контактами друг к другу. При этом кристаллы разделены тончайшей диэлектрической плёнкой. На этом этапе происходит спекание кремниевых подложек при относительно низкой температуре до 250 °C. На следующем этапе при температуре до 400 °C происходит спекание медных контактов. Собственно, поэтому данная технология также называется гибридной (соединяются металл-металл и полупроводник-полупрводник).
