受控阻抗

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中介层困局
半导体行业观察· 2025-06-20 08:44
中介层技术现状与挑战 - 电气中介层存在信号传输距离限制,插入损耗导致信号质量随距离下降,先进封装走线长度受限[1] - 硅中介层线路特征尺寸更小(0.5µm线宽/线距),有机中介层成本更低但尺寸更大(2µm线宽/线距)[2] - 金属厚度3µm的有机中介层线路横截面积仅6µm²,电阻特性显著,HBM连接线路长度可达7mm但速度受限(HBM4起始速度6.4Gbps)[2][3] 信号完整性解决方案 - 接地层发挥供电/阻抗控制/返回路径三重功能,采用"华夫格栅"结构(金属含量约50%)替代连续平面[7][8] - 射频电路需采用微带线/带状线技术控制阻抗,10GHz信号在15mm线路上需视为传输线[5] - 封装基板可作为替代方案,通过TSV技术降低厚度(ABF基板金属线更粗),但中介层仍保持尺寸优势[10] 光子技术突破 - 光子中介层(如Lightmatter Passage)实现8个光罩尺寸,波导连接点损耗极小,传输距离远超电气方案[11][12] - 光信号无回流问题,CMOS与硅光子集成中介层可消除SerDes线路瓶颈,芯片区域布局更灵活[11][12] - 光子技术尚未大规模量产,短期难以替代电气标准的中短距离传输[14] 技术优化方向 - 无掩模光刻可实现30nm线宽精度,适用于芯片/桥接器对准校正[4] - 硅中介层金属厚度≥2µm可能改善性能,需通过组件布局优化缩短高速信号路径[13] - 信号完整性分析需覆盖全路径组件(焊球/凸块等),接地平面必须纳入仿真模型[13]