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紫光国芯发明三维异质集成的可编程芯片方案

浏览:次    发布日期:2024-10-12

  现有的SIP(系统级封装)和MCM(多芯片模块)等封装工艺中,需要将芯片与其它电路绑定到基板或硅中介层上,通过硅通孔互连形成2.5D封装,从而实现芯片与其它电路的规模性互连。

  FPGA芯片或含eFPGA(嵌入式现场可编程逻辑门阵列)模块的芯片等可编程芯片结构具有布线资源丰富、可重复编程和集成度高以及投资较低的特点,在数字电路设计领域得到了广泛的应用。

  目前,FPGA的规模从几万逻辑单元发展到百万逻辑单元,然而FPGA与其它电路的互连,却受现有封装的限制,互连规模始终停留在一千量级,大大限制了FPGA芯片或含eFPGA模块的芯片在大容量存储应用场景下的访问带宽和工作功耗。

  所以,如何提高可编程芯片结构的访问带宽并降低其工作功耗,是目前需要解决的技术问题。为此,紫光国芯在2021年9月3日申请了一项名为“一种三维异质集成的可编程芯片结构”的发明专利(申请号:9.4),申请人为西安紫光国芯半导体有限公司。

  如上图,为该专利中发明的三维异质集成的可编程芯片结构的示意图,该结构主要包括层叠连接的多层芯片100,其由多层晶粒或者多层晶圆构成,且至少包括FPGA或者eFPGA两个芯片,利用多个芯片的依次层叠连接,可以提高芯片整体的集成度。

  该多层芯片中设置有相邻的第一芯片210和第二芯片220,第一芯片中设有第一金属层211,其为铜、铝或金等材质,在第一芯片一侧的三维异质集成表面上设有第一三维异质集成键合点212,该键合点与第一金属层互连。键合点上包含有若干个互连结合点,这些互连结合点的集合,共同用来实现信号的跨芯片互连功能。

  以此类推,在第二芯片的一侧设置有第二三维异质集成键合点222,其形成的互连结合点与第一三维异质集成键合点也互连,从而实现三层及以上的层叠芯片结构,并使得芯片间互连线物理及电气参数遵循半导体制程工艺特征,减少了孔、互连线和IO结构的使用,从而增加芯片间的互连密度和互连速度。

  如上图,为这种双层芯片的层叠连接结构的结构示意图,第一芯片中第一金属层上设有第一介质层和第一三维异质集成键合层,第一三维异质集成键合点位于第一三维异质集成键合层的表面上;第二芯片中第二金属层上设有第二介质层和第二三维异质集成键合层,第二三维异质集成键合点位于第二三维异质集成键合层的表面上。

  由于该层叠连接结构属于面对面互连结构,第一金属层为第一芯片的顶层金属层,第二金属层为第二芯片的顶层金属层。而在制备这种双层芯片时,首先,在第一芯片远离其衬底一侧制备第一金属层,在第二芯片远离其衬底一侧制备第二金属层。

  其次,利用后道工序,在第一金属层上制备第一介质层和第一三维异质集成键合层,并在第一三维异质集成键合层上制备出第一三维异质集成键合点。最后,将第一芯片与第二芯片的三维异质集成键合层对齐键合,从而实现第一芯片与第二芯片的三维异质键合互连。

  以上就是紫光国芯发明的三维异质集成的可编程芯片方案,在该方案中,通过半导体金属制程工艺,实现芯片间的层叠互连,由于三维异质集成互连技术的不通过传统IO结构,其互连距离较短,因此在降低芯片之间通讯功耗的同时,提高了其访问带宽。

  2月26日晚间,紫光国芯发布业绩快报,公司2017年1-12月实现营业收入18.29亿元,同比增长28.94%;归属于上市公司股东的净利润2.81亿元,同比下降16.51%。 紫光国芯表示,报告期内,公司持续加强新产品开发,积极开拓集成电路产品相关应用市场,市场份额逐步提升,核心竞争力不断提高,实现了营业收入的快速增长和综合毛利的稳定提高,但受政府补助同比减少、人民币升值导致的汇兑损失以及所得税费用同比增加等因素的影响,最终实现归属于上市公司股东的净利润较上年同期有所下降。 另外,对于2017年公司营业利润同比增长,紫光国芯称,这主要原因系受会计政策《企业会计准则第16号——政府补助》变更影响,与企业日常活动相关的政府补助按照经济

  2017年3月22日,受工业和信息化部电子科学技术情报研究所委托,北京中企慧联科技发展中心在北京主持召开由紫光国芯股份有限公司/西安紫光国芯半导体有限公司自主研发的“高性能第四代DRAM存储器”科技成果评价会。 北京中企慧联评价机构严格按照《科技成果评价试点暂行办法》的有关规定和要求,秉承客观、公正、独立的原则,聘请同行专家对该项科技成果进行了评价。评价委员会听取了项目完成单位的技术总结报告,对评价资料进行了审查,经严格质询和充分讨论形成了评价意见。 本项目所开发的DDR4 和LPDDR4 DRAM围绕国内移动主控、国产CPU芯片和整机厂商的需求,提供可配置的存储器产品,并进行产业化应用,填补我国第四代接口DRAM产品的空白,

  紫光 国芯26日在互动平台表示,公司西安子公司从事 DRAM 存储器晶元的设计,目前产品委托专业代工厂生产。 未来 紫光 集团下属长江存储如果具备 DRAM 存储器晶元的制造能力,公司会考虑与其合作。下面就随网络通信小编一起来了解一下相关内容吧。 前不久,针对“存储芯片行业增长很快,为什么西安 紫光 国芯的毛利率如此低?”的提问,紫光国芯副总裁杜林虎及董秘阮丽颖在与投资机构进行互动问答时表示,西安紫光国芯从事 DRAM 存储芯片的设计业务,公司自身没有制造环节,但市场上DRAM的代工厂很少,特别是在市场需求旺盛的时期,公司由于规模较小,产能不好保证,不利于成本控制。另外,西安紫光国芯产品收入的增长较快,收入结构发生了变

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