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「我的第一部5G手机」5G时代封测端如何打破“三明治”格局？( 三 )


CadenceJulian Sun则建议客户应考虑转换原来SoC的理念到SiP的作法 。 通过采用Chiplet方法 ， 利用Cadence APD+来设计SiP帮助客户缩短开发周期、节省成本 ， 并降低整个芯片开发的风险 ， 以实现与市场竞争的差异化 。
“客户可以从各个IP供应商(就算是不同的工艺节点)处获取适当的Chiplet并加以组合 。 这是一个多方面协作的问题 。 它将要求3D / 2.5D IC设计流程 ， 具有硅中介层Silicon Interposer或嵌入式桥Embedded Bridge和可布线基板RDL以及FOWLP(Fan out Wafer Level Package)的封装设计 。 它需要考虑PI/SI(电源完整性/信号完整性) ， 3D EM和热感知电气设计(Thermal awareness electrical design) 。 ”Julian Sun说 。
整合eMMC ， 是否会成为世纪难题？ 一般情况下 ， SoC只整合AP类的逻辑系统 ， 而SiP则是整合AP+mobileDDR 。 某种程度上说SiP=SoC+DDR 。 随着将来芯片集成度要求越来越高 ， eMMC也很有可能会整合至SiP中 。
Julian Sun表示 ， SoC的缺点是开发时间长 ， 其自身的复杂性致使成本推高 ， 并且每一次功能的修改 ， 都需要再次流片 。 而对于Chiplet的概念 ， SiP不再只是用来设计HBM ， 而且因为TSV(Through Silicon Via)和WLP(Wafer Level Package)的加入能够在设计中添加更多组件 。 异质整合的能力可以帮助客户以新的封装样式 ， 快速开发产品并投入上市 。
“SiP设计面临的挑战是系统的连接复杂性 ， LVS(Layout vs. Schematic版图与原理图互连检查)、跨域协作(用于数字digital、模拟Analog、混合信号Mixed Signal、机械和热感知设计Thermal awareness electrical design的多种技术以及工程变更管理) ， 如何帮助客户有效缩短设计周期、提高设计品质与降低成本始终是Cadence的首要任务 。 ”Julian Sun说 。
据《国际电子商情》了解 ， 5G所需的SiP涉及高频射频技术 ， 天线调节和信号屏蔽都是难题 ， 尤其是到了一定频段 ， 各芯片、被动元件、基板乃至注塑材料之间都会产生不同程度的信号互扰 ， 因此如何做到一边做EMI屏蔽一边又把eMMC和AP、5G射频无缝连接是一门关键技术 。 并且 ， 目前大部分存储芯片都采用3D堆叠技术 ， 进一步增加了EMI屏蔽技术实现的难度 。
此外 ， 目前eMMC已经堆叠到64层了 ， 64层芯片中间有很多超精细型银线、金线穿来穿去 ， 和各种14纳米、16纳米甚至28纳米的SoC无缝连接 ， 难免会有很多I/O方面的问题 。 另外 ， 这些金属线之间也互有干扰 。 需要考虑的各种设计因素实在很多!
日月光也表示 ， 挑战主要来自封装厚度进一步的薄化 ， 在技术突破上 ， 有机基板PoP封装(HBPoP)与扇出型PoP封装(FOPoP)都是可行的解决方案 。
“在5G时代的SiP设计 ， 多种混合电源、极高密度的高速高频走线设计的成为常规要求 ， 其最大挑战是电源完整性和信号完整性的设计 ， ”芯波科技胡孝伟说 ， 芯波在SiP设计领域中拥有丰富的经验 ， 充分准确的仿真代替测试与试验是解决技术难题的必由之路 。
“三明治”格局掣肘 ， 如何突破? 目前 ， 晶圆代工厂商台积电(TSMC)研发出CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)和InFO(Integrated Fan Out) 2.5D晶圆级封装技术 ， 同时终端EMS厂商也开始向上游封测“开展业务” ， 这对传统封测厂商是否带来一定的竞争压力?
刘明亮将目前封测行业的大趋势形象地比喻成一个“三明治” 。 首先 ， 这个三明治的一边 ， 台积电(TSMC)等晶圆代工大厂 ， 基于后摩尔时代的压力以及重点客户的要求 ， 开始将他们自主研发的晶圆级封装工艺导入量产 。 其次 ， 三明治的另一边 ， 传统的EMS巨头如伟创力(Flextronics)等 ， 出于拓展市场以及提高企业竞争力的考虑 ， 试图从基板材料和技术入手 ， 由组装技术的下端进入SiP封装业务生态系统 。 而封测企业 ， 如日月光、长电、安靠、天水华天、通富微电等 ， 则处于这个三明治的中央 ， 不但要继续与自己的老对手们竞争 ， 而且还必须应对来自三明治两边的势力夹击 。 由此可见 ， 未来几年封测厂商将承压不小 。 在此大趋势当中 ， 如何运筹博弈 ， 化危机为契机 ， 是出给每个封测厂商的必答题 。


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