2nm的晶元是如何封裝的,是否需要高於2nm的精度?

時間 2021-05-29 22:20:25

1樓:滄狼

上學時做的乙個專案,BCD解碼器,驅動7段式數碼管的,用的tsmc的.18um工藝,做的內部電路,封裝用的那部分老師直接給的現成的,做完了以後,把做完的版圖往pad內部一套,woc,要是早知道用來封裝的pad這麼大,版圖就做大一點,走線還更容易。

以CMOS來說(mosfet,更先進的finfet我沒學過,不知道,應該也差不多,現在我不做晶元,也沒必要學),2nm工藝說的是電晶體的poly(柵)是2nm寬,長度取決於電流大小,其他的N-well、P-well(N阱、P阱),N+、P+(摻雜區),N-sub、P-sub(背柵),金屬和孔什麼的,這些的尺寸標準都不一樣,基本上都比poly更大。特別是到了表層該封裝的部分各種規則都是最大的,因為封裝用的金線銅線鋁線都是公釐級工藝,雖然可能不到0.1公釐,而且這個步驟叫做打線,就是把導線往pad上一砸就粘到pad上邊了,所以pad的金屬又厚又大,總不能說封裝的時候晶元碎了乙個角。

封裝用的裝置和做晶元用的裝置是不能比的,精度遠遠達不到,就算裝置精度夠了,用的導線也沒有那麼細。

2樓:陽光

首先封裝與特徵尺寸沒啥大關係。

封裝是把裸die保護起來,引出引腳。

再者引出的Pad尺寸也不是2奈米的。可以肯定的說內部最細的導線都不是2奈米。所以封裝不受這個影響

3樓:蹄髈

製程和封裝兩碼事, 製程再高,引出管腳就是既定的那寫, 主流CPU多的也就4000多個, HBM可能再複雜點, 但是相對光刻工藝, 算是簡單很多了, 國內在封測技術上是領先的.

4樓:Yutongguang

並不需要先挖個坑等有時間了再仔細寫

先簡單說一下,下面是自己做的乙個加法器的layout。

實際上晶元上每乙個metal 層的線寬是不一樣的,越到上層線寬越寬,一直到最頂層會留有方形pad用來封裝,根據引腳的大小和數量,有可能是在晶元的四周,拿bondwire 打出來也可能是在晶元上面然後反過來和substrate 焊在一起。所以雖然最底層的feature可能只有幾奈米到幾十奈米,最高層金屬的大小已經是微公尺級的了。

5樓:新人

2nm說的是電晶體尺寸(實際上也不是電晶體尺寸,是電晶體裡柵極的尺寸,你就當是電晶體尺寸就行了),晶圓廠出來的晶圓,裸露出來的不是直接的電晶體。

晶圓廠生產的晶元,電晶體的結構形成一般叫前段,在這一部分,形成了所有的電晶體,這個時間最小尺寸精度是2nm級別的;

前段後面是後段,後段是把各個電晶體進行一些併聯串聯的連線,每層並串聯以後漏出的可供後面連線的地方是越來越少,尺寸也越來越大,很多層以後,最後暴露出來的供封裝連線的地方叫pad,pad尺寸還是挺大的,是遠大於電晶體尺寸的。

或者換句話,你理解的封裝(電晶體引出導線),實際上還是在晶圓廠完成的,是屬於晶圓製造的一部分,不是在封裝廠封裝成的。

6樓:pansz

台積電2nm現在只是個品牌名稱,它只意味著宣稱電晶體密度達到 2nm 級別。然而它實際使用的封裝工藝,可能是 5nm 的。

類似的,台積電7nm的實際工藝大約是10nm的,或者說跟intel10nm相當。

所以intel的10nm假如真的順利,本來可以正面硬剛台積電7nm。但現實卻是intel的10nm它難產了,今年的10代標壓依然還是14nm,intel也許要明年才能普及10nm,屆時台積電已經普及台積電5nm了。

台積電5nm大概能跟intel 7nm相當。然而intel 7nm又跳票了兩年,而今年下半年台積電5nm已經注定會量產出貨。

這也就意味著,雖然台積電有一定的虛標行為,把虛標的因素考慮進去之後,依然領先 intel 兩年時間。也難怪 intel 7nm 跳票導致股價大跌了。

7樓:

近日中國科學家研發出新型垂直奈米環柵電晶體,是2nm晶元研製工藝之中的重要組成部分,未來在2nm晶元的製造工程中極有可能會發揮關鍵性的作用。

目前台積電和三星正在加緊開發2nm技術,目前預計分別在2023年推出。

1奈米=10^(-9)公尺=10^(-7)厘公尺=10(-6)公釐du=0.001微公尺。

我們說的2nm和3nm,是從晶元的製造工藝方面來定義的。先進的5奈米工藝晶元,每個電晶體只有20個矽原子的大小,一塊晶元上,有100億到200億個的這種電晶體,乙個頭髮絲的截面,就有100多萬個原件!

根據IBS的資料,3nm晶元的設計成本為6.5億美元,5nm器件的設計成本為4.363億美元,7nm的設計成本為2.

223億美元。而對於2nm、1nm要花費多少,現在評估還為時過早。

2nm工藝是乙個重要的節點,在取得成功之前還有5nm、4nm等不同階段的挑戰,事實上,現在地球上最好的工藝是7nm,基本上由台積電壟斷生產,從有關資料來看,7nm晶元的營收佔台積電整體營收的22%,是目前所有晶元業務中,營收最高的。

目前,2nm的晶元只是乙個概念或者一種目標,只有核心的技術達到了,才會適時孕育出相應的封裝工藝或者是技術,目前變談論如何封裝的問題,看來就需要時間來驗證了。

8樓:我咋又餓了

現在還沒有2nm的晶元,誰知道是怎麼封裝呢?就算是有了2nm的晶元,也不需要2nm精度的封裝,目前的封裝都是微公尺級的。突然覺得問這個問題的人是不了解晶元的。

2nm晶元的這個2nm是指的特徵尺寸,也就是晶元的最小線寬。

特徵尺寸

在積體電路領域,特徵尺寸是指半導體器件中的最小尺寸。在CMOS工藝中,特徵尺寸典型代表為「柵」的寬度,也即MOS器件的溝道長度。一般來說,特徵尺寸越小,晶元的整合度越高,效能越好,功耗越低。

——來自搜狗百科

晶元封裝

晶元封裝即安裝半導體積體電路晶元用的外殼,具有安放、固定、密封、保護晶元和增強電熱效能的作用。晶元封裝是溝通晶元內部世界與外部電路的橋梁,晶元的接點用導線連線到封裝外殼的引腳上,引腳又通過印製板上的導線與其他器件建立連線;封裝對CPU和其他LSI積體電路都起著重要的作用,引腳數增多,引腳間距減小、重量減小、可靠性提高,使用更加方便。

——來自搜狗百科

所以封裝是不需要那麼高的精度的~

9樓:大大蛙

半導體晶元封裝是指利用膜技術及細微加工技術,將晶元及其他要索在框架或基板,上布局貼上固定及連線,引出接線端子並通過可塑性絕緣介質灌封固定,構成整體立體結構的工藝。此概念為狹義的封裝定義。更廣義的封裝是指封裝工程,將封裝體與基板連線固定,裝配成完整的系統或電子裝置,並確保整個系統綜合性能的工程。

將前面的兩個定義結合起來構成廣義的封裝概念。

半導體晶元的生產車間都有非常嚴格的生產條件控制,恆定的溫度(230 士3*C)、恆定的濕度(50士10%)、嚴格用是將晶元的電極和外界的電路連通。引腳用於和外界電路連通,金線則將引腳和晶元的電路連線起來。載片臺用於承載晶元,環氧樹脂粘合劑用於將晶元貼上在載片台上,引腳用於支撐整個器件,而塑封體則起到固定及保護作用。

任何封裝都需要形成一定的可靠性,這是整個封裝工藝中最重要的衡量指標。原始的晶元離開特定的生存環境後就會損毀,需要封裝。晶元的工作壽命,主要決於對封裝材料和封裝工藝的選擇。

1、封裝工藝流程一般可以分為兩個部分,用塑料封裝之前的工藝步驟成為前段操作,在成型之後的工藝步驟成為後段操作

2、晶元封裝技術的基本工藝流程矽片減薄矽片切割晶元貼裝,晶元互聯成型技術去飛邊毛刺切筋成型上焊錫打碼等工序

3、矽片的背面減薄技術主要有磨削,研磨,化學機械拋光,乾式拋光,電化學腐蝕,濕法腐蝕,等離子增強化學腐蝕,常壓等離子腐蝕等

4、先劃片後減薄:在背面磨削之前將矽片正面切割出一定深度的切口,然後再進行背面磨削。

10樓:Starxy

假設有2nm的工藝,一般2 nm的工藝指的是最小柵長或者最小線寬能達到2 nm,而不是所有的金屬都是2 nm寬,晶元內部與外部的連線靠的是焊盤(PAD),焊盤只需要有幾十微公尺就夠了

11樓:

2nm是晶圓光刻工藝,和封裝沒有直接關係。

封裝是和晶元的尺寸,引腳數量,應用場合,熱電效能,成本等綜合決定。

但是晶元的光刻工藝選擇和封裝選擇,同時和晶元的應用場合效能,引腳數,晶元尺寸,熱電效能都有關係。所以晶元光刻工藝和封裝型別也有一定對應關係。

2nm剛出來時肯定也是先應用於手機AP, Graphic, CPU, Server, FPGA以及現在最熱的AI training Chip,所以也可以對應於InFO, HPFCBGA, CoWoS等封裝型別。

12樓:jircheis

不可能有2nm.

如果是wirebonding,pad至少要50um×50um量級。鍵合線至少20um量級。

如果是FFC,pad也要20um×20um。

別說2就算翻4倍8nm,就乙個管子大小,你怎麼保證異種工序融合金屬線不失效?

13樓:與智者言

晶圓技術和晶元封測技術是完全不同的兩回事。我們說的多少奈米多少奈米技術,指的是晶圓的工藝,用的是光刻,顯影等一系列技術。都是在前工序完成。

同時,幾億幾十億個底層半導體單元通過重新佈線,最終引出來,到晶元級封測的時候管腳只有幾百上千了。晶元封測,基本上是機械加工操作,包括Bumping, 磨片,拋光,切割,固晶,倒裝,焊線,模封等,這個時候的精度要求,相對就要求不高了。比如固晶,一般要求正負25微公尺即可。

少數管腳控制數量巨大的半導體單元,這個簡單的例子可能可以幫助你理解。我們家裡的電視機,裡面有各種各樣電路,螢幕,等等。你不需要關心它們軟體硬體怎麼樣協作,要控制乙個電視機,你只需要乙個簡單的幾個按鍵的遙控器即可。

用幾個按鍵,就可以控制所有軟體硬體完成你所需要要操作。

14樓:amod

1:現在沒有2nm的工藝,最好的工藝是5nm的

3,定位焊接等精度要求需要具體質詢封裝廠,但是相對晶元廠,要求確實低了好幾個數量級。

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