Optimierte Leistung und Integration verschiedener Technologien führen zu mehr Effizienz bei Halbleiterlösungen

Die Chiplet-Technologie ist eine neue Design-Strategie, bei der statt eines komplexen System-on-Chip (SoC) mehrere Halbleiter („Chiplets“) durch sehr kurze und dichte Verdrahtungen mit einander verbunden werden. Sie verändert das Halbleiterdesign, indem sie Systeme in spezialisierte Komponenten aufteilt, die Leistung optimiert und verschiedene Technologien integriert. Der modulare Ansatz („Lego-Prinzip“) gewährleistet Skalierbarkeit, erleichtert einfache Upgrades und beschleunigt die Markteinführung und erhöht die Langlebigkeit von Halbleiterlösungen. Die Chiplet-Technologie verbessert außerdem den Ertrag und die Kosteneffizienz, indem sie die Auswirkungen von Fehlern auf das gesamte System verringert. In der schnelllebigen Technologielandschaft gilt die Chiplet-Innovation als Eckpfeiler für effiziente, skalierbare und zukunftssichere Computerlösungen und ist damit ein entscheidendes Element für den technischen Fortschritt.

Neben den vielfältigen Möglichkeiten im Design, erfordert die Chiplet-Technologie hochpräzise Flip-Chip-Montage auf hochdichten Verdrahtungsträgern. Die im UCIe-Konsortium vorgeschlagenen Kontaktraster gehen von derzeit 150 µm bis zu 25 µm in den kommenden Jahren. Hierzu sind Verdrahtungsträger mit entsprechenden feinen Leiterbahnen erforderlich. Von derzeit 10-20 µm Bahnbreite in SAP-Technik (Semi-additive Processing) geht die Roadmap zu 2 µm Strukturen und darunter.

Derzeit können Substrate mit 2 µm Leiterbahnbreite und kleiner nur als sog. Silizum-Interposer hergestellt werden. Dabei werden Si-Wafer mit Durchgangslöchern versehen (TSVs) und auf beiden Seiten wird eine Verdrahtungsschicht RDL erzeugt. Dies führt zu hohen Kosten, schwieriger Verfügbarkeit und Problemen bei der Montage auf der System-Leiterplatte. Aktuelle Untersuchungen gehen dahin, Glas mit Durchgangslöchern (TGVs) als Substratkern einzusetzen, auf den beidseitig Dielektrikumslagen laminiert werden. Mit der neuen Design-Strategie werden Kosten reduziert und die Effizienz wesentlich gesteigert.

AEMtec und das Fraunhofer IZM schauen auf eine langjährige erfolgreiche Kooperation in verschiedenen Projekten zurück und wollen diese auch im Bereich der Chiplet-Technologie maßgebend fortführen. Basierend auf technischen Möglichkeiten des IZM zur Produktion von organischen Substraten mit derzeit 5 -10 µm Lines / Space Strukturauflösung wird das Ziel der Zusammenarbeit die Prozessentwicklung bis hin zur Industrialisierung für Kunden incl. Technologietransfer im Vordergrund stehen, um hochpolige Chiplet-Aufbauten zu realisieren.

Wir freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit und darauf, gemeinsam und innovativ zukunftsträchtige Lösungen im Halbleiterbereich zu entwickeln.