(原标题:模拟芯片,也能3D堆叠了)
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Nisshinbo Micro Devices 和 Oki Electric Industries (OKI) 已得胜将模拟 IC 薄化至几微米,并进行三维堆叠。野心是2026年达成量产。
日清纺微器件公司和冲电气工业公司 (OKI) 于 2024 年 10 月 17 日通知,他们已得胜将模拟 IC 制作成薄膜并进行三维集成(分层)。同日举行新闻发布会诠释细目。该时间行使了Nisshinbo Microdevice的“局部屏蔽时间”和冲电气的“CFB(晶体薄膜接合)”,野心是在2026年达成量产。
新闻发布会上展示的演示样品。它是由两个2通谈运算放大器IC堆叠而成,在证据会上也进行了其操作演示
将模拟 IC“粘贴”到模拟 IC 之上
两家公司通知的时间触及剥离内置于晶圆功能层中的模拟 IC,并将其粘合到已酿成另一个模拟 IC 的晶圆上。这个思法是将模拟 IC 粘贴在模拟 IC 的顶部。剥离后的模拟IC格外薄,仅约5μm厚。
OKI的专偶而间CFB用于剥离薄膜模拟IC(薄膜模拟IC)并将其粘合到另一个晶圆上。CFB 触及剥离半导体器件的功能层并将它们粘合到不同材料的基板上。由于行使分子间力进行粘合,因此不需要粘合剂或独特树立。CFB时间也被用于垂直GaN功率器件的开导。
堆叠薄膜模拟 IC 的图像 开头:OKI/Nisshinbo Micro Devices
堆叠模拟 IC 的横截面图 开头:OKI/Nisshinbo Micro Devices
局部屏蔽还经管了串扰问题
薄膜模拟 IC 格外薄,厚度约为 5 μm。终结,险阻模拟IC互相聚积,产生串扰噪声。串扰会增多高电源电压下的功耗,并在责任波形中产生噪声。
串扰发生的机理 开头:OKI/Nisshinbo Micro Devices
Nisshinbo Micro Devices 通过应用私有的“局部屏蔽”时间扼制了这种串扰。通过酿成铝屏蔽膜并将其夹在险阻模拟IC之间,不错扼制静电感应并防患串扰。可是,要是通盘名义被屏蔽,则出现半导体元件和屏蔽之间的寄生电容增大的问题。由于除非对寄生电容进行充电,不然无法进行下一个操作,因此电路操作变慢。
因此,通过在局部而不是在通盘名义上酿成屏蔽,咱们得胜地最小化了寄生电容并扼制了串扰的发生。Nisshinbo Micro Devices 示意,当使用引线键合操作堆叠的模拟 IC 时,“在不增多功率的情况下取得了理思的特质。”莫得产生杂音。
Nisshinbo Microdevice AT 坐蓐时间部专科部门司理 Toshihiro Ogata 博士示意:“在决定在那边应用局部屏蔽时,咱们行使了咱们在高精度运算放大器时间方面积聚的专科常识。我不成披露任何事情,但有一定的规章。”
左 = 局部屏蔽应用图像 / 右 = 操作考证终结 开头:OKI/Nisshinbo Micro Devices
不错与留传历程再行纠合
由于薄膜模拟 IC 格外薄,因此不错使用门径半导体光刻对其进行再行布线。一个主要优点是不错应用传统工艺,而不是使用顶端、腾贵的树立,举例使用 TSV(硅通孔)的 3D 集成。
此次,冲电气使用 CFB 将薄膜模拟 IC 粘合到玻璃基板上,并使用光刻时间得胜再行布线。OKI将CFB工艺和再行布线工艺相趋附的时间称为“薄膜小芯顷然间”,并热衷于将其应用于集成多样半导体器件的异构集成。
堆叠模拟 IC 不错使用光刻时间再行布线 开头:OKI/Nisshinbo Micro Devices
此外,CFB还不错将多个薄膜模拟IC旋转90度堆叠在沿途。要是通过一次旋转 90 度来堆叠各层,则焊盘不会访佛,因此您不错拉出键合线。
还不错旋转和堆叠疏通的模拟 IC。插图中提到“最多 4 层”,因为这意味着最多不错堆叠 4 层(90 度 x 4 = 360 度),而焊盘不会访佛,何况不受任何时间扬弃 开头:OKI。/日清纺微器件
新闻发布会上展示的演示样品。展出的器件包括使用 CFB 时间粘合到玻璃基板上的器件、粘合到玻璃基板上然后再行布线的器件以及将运算放大器 IC 堆叠在晶体管顶部的器件
展示堆叠模拟 IC 本体责任旨趣的演示。左边的是两个2通谈运算放大器IC的堆叠,如一启动所示。信号发生器产生的信号被输入到两个IC中的每一个,何况炫夸了由运算放大器IC放大的输出信号的波形(右)。无串扰噪声,波形干净
探究许可等营业模式
至于营业模式,日清纺织将崇拜前端历程。此时,需要进行成膜工艺,以行使CFB时间将功能层上酿成的模拟IC剥离。OKI接纳表层模拟IC和基层模拟IC晶圆,并使用CFB时间将它们剥离和粘合(层压)。之后,Nisshinbo Micro Devices 进行后处理。
不外,异日两家公司将探索通盘可能的样式,包括提供时间当作许可、日清纺微树立和冲电气之间酿成三向相助,以及通过相助伙伴商量进行制造。
假定的营业模式 而已开头:OKI/Nisshinbo Micro Devices
领先,咱们的野心是在 2026 年底前使用 Nisshinbo Micro Devices 领有的现存工艺批量坐蓐该家具。天然目下尚未决定具体家具,但不错组合多样模拟IC。“我思尝试集成多样低端模拟IC”(Nisshinbo Micro Devices)
跟着自动驾驶和 ADAS(高档赞成驾驶系统)中传感器数目的增多,对处理传感器信号的模拟 IC 的需求也在增多。各人模拟IC商场瞻望将从2023年的12万亿日元增长到2028年的17万亿日元,复合年增长率为7.3%。与此同期,为了达成模拟IC的进一步微型化和更高性能,东谈主们越来越需要进步集成度。
可是,集成模拟 IC 存在很多挑战。模拟IC可冒失20V、30V等高电压,因此,因微型化而缩小耐压,时时会导致特质变差(无法冒失高电压)。而且,很多模拟IC齐是低端家具,不值得干预无数资金并装配顶端制造树立。即使像逻辑半导体相通堆叠,模拟 IC 的厚度也存在扬弃,因此很难将其装配在需要薄型的封装中。这么,同期使用前端和后端款式来集成模拟 IC 就变得很繁重。为此,两家公司当今正在用功使留传历程的集成成为可能。
集成模拟 IC 的挑战 而已开头:OKI/Nisshinbo Microdevices
Ogata 先生强调:“咱们最大的成即是达成了难以堆叠的 IC 的集成。” Nisshinbo Microdevices 总裁兼首席实施官 Keiichi Yoshioka 示意:“这一服从将为模拟 IC 带来进一步的发展,并将为半导体的异构集成作念出宏大孝敬。”
https://eetimes.itmedia.co.jp/ee/articles/2410/18/news138.html
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