Компания TSMC сообщила об открытии Advanced Backend Fab 6 — своей первой комплексной фабрики, на которой будет применяться весь спектр автоматизированных процессов для производства передовых технологий упаковки и тестирования чипов с использованием технологий 3D-корпусировки 3DFabric.

Источник изображений: TSMC

TSMC 3DFabric представляет собой технологию 3D-штабелирования и упаковки микросхем, состоящую как из frontend-составляющей, так и из backend-технологий, включая технологии упаковки SoIC, CoWoS и InFO, обеспечивающих лучшие производительность, мощность, формфактор и функциональность.

На новом заводе TSMC будет применяться технология трёхмерной упаковки полупроводниковых элементов (System on Integrated Chip, SoIC), подразумевающая вертикальное стекирование компонентов чипа на одной подложке в новую интегрированную систему SoC согласно процессу стекирования SoIC-CoW (на изображении выше), а также использование технологии SoIC-WOW, подразумевающей применение сквозных соединений микросхем Through Silicon Via (TSV), которые позволяют сократить толщину микросхем.

Метод упаковки TSMC SoIC используется той же компанией AMD для своих процессоров с кеш-памятью 3D V-Cache. А именно кристалл памяти SRAM устанавливается поверх кэша L3 на кристалле Ryzen CCD, за счёт чего происходит увеличение общего объёма кеш-памяти L3. TSV проходят сквозь кристалл CCD до слоя SRAM. Контактные шарики Micro bumps для связи кристаллов уже не используются.

Строительство завода Advanced Backend Fab 6 началось в 2020 году в ответ на растущий спрос на чипы для высокопроизводительных вычислений, ИИ, мобильных и других приложений. Новая фабрика TSMC расположена в научном парке Чжунань и имеет базовую площадь в 14,3 га, что делает её на сегодняшний день крупнейшим backend-заводом TSMC для сборки микросхем. По прогнозам компании, завод сможет обрабатывать свыше миллиона 300-мм кремниевых пластин с использованием технологии трёхмерной корпусировки 3DFabric и сможет проводить более 10 млн часов тестирований в год.

«Стекирование микросхем является ключевой технологией для повышения производительности и экономичности чипов. Для удовлетворения повышенного спроса рынка в создании трёхмерных интегральных схем (3D IC), то есть чипов с объёмной компоновкой, компания TSMC завершила развёртывание передовых производственных мощностей для использования технологии упаковки и стекирования кремния и развивает технологические преимущества с помощью платформы 3DFabric», — прокомментировал Джун Хе, вице-президент компании по производству, использования передовых технологий упаковки чипов и обслуживанию клиентов.

На новой фабрике компания TSMC будет применять технологии ИИ для оптимизации эффективности производства. Общая протяжённость автоматизированной системы транспортировки и загрузки материалов составляет более 32 километров. Использующиеся на фабрике ИИ-алгоритмы позволят одновременно осуществлять точное управление процессами и обнаруживать какие-либо отклонения в работе линии в реальном времени.

Тайваньская TSMC анонсировала формирование группы Open Innovation Platform (OIP) 3DFabric Alliance на форуме 2022 Open Innovation Platform Ecosystem Forum. Новый альянс — очередной из формируемых TSMC, но первый в своём роде, объединяющий лидеров отрасли, участвующих в создании трёхмерных интегральных схем (3D IC), то есть чипов с объёмной компановкой.

Источник изображения: TSMC

Участники альянса специализируются на различных вопросах — от дизайна микросхем до создания кремниевых пластин, производства чипов, упаковки и тестирования. Новая структура поможет быстрому внедрению инноваций с использованием современных технологий 3DFabric компании TSMC и других разработчиков.

Open Innovation Platform, возглавляемая TSMC, состоит из шести альянсов: EDA Alliance, IP Alliance, Design Center Alliance (DCA), Value Chain Alliance (VCA), Cloud Alliance и, теперь, 3DFabric Alliance. Компания запустила платформу OIP в 2008 году для преодоления растущего числа вызовов на всё усложняющемся рынке полупроводников — платформа призвана способствовать сотрудничеству разных компаний во всех смежных сферах.

Партнёры нового 3DFabric Alliance получат ранний доступ к технологиям 3DFabric компании TSMC, что позволит им разрабатывать и оптимизировать собственные решения параллельно с разработками самого лидера сообщества. Это обеспечит клиентам TSMC ранний доступ к технологиям высочайшего качества — в сообществе участвуют бизнесы самого разного профиля, связанные с полупроводниками: от создателей программ автоматического проектирования чипов до производителей пластин и сборщиков чипов.

Для того, чтобы решать проблемы с растущей сложностью дизайна 3D-микросхем, TSMC представила стандарт 3Dblox для унификации экосистемы разработки. Модульный стандарт предназначен для моделирования как физической структуры, так и логических схем в рамках 3D IC-дизайна. Предполагается, что это позволит максимизировать гибкость разработки и простоту внедрения технологий.

TSMC 3DFabric — всеобъемлющая технология 3D-штабелирования и упаковки, состоящая как из frontend-составляющей, так и из backend-технологий, включая технологии упаковки CoWoS и InFO, обеспечивающих лучшие производительность, мощность, формфактор и функциональность. При этом технологии CoWoS и InFO уже используются в массовом производстве, а в 2022 году стало применяться и SoIC-штабелирование от TSMC. TSMC обладает первой в мире автоматизированной фабрикой в Чунане (Тайвань), где одновременно используются современные технологии тестирования, TSMC-SoIC и InFO. Это обеспечивает клиентам как оптимальное время производства, так и высокое качество проверки.

Источник изображения: TSMC

В числе партнёров TSMC по альянсу компании Advantest, Alchip, Alphawave, Amkor, Ansys, Arm, ASE, Cadence, GUC, IBIDEN, Micron, Samsung Memory, Siemens, Silicon Creations, Siliconware Precision Industries, SK hynix, Synopsys, Teradyne, Unimicron, а также другие лидеры полупроводниковой отрасли.