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芯思想 | 四大主流的高级封装标准

2017/01/25
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现在,主流的高级封装标准包括:

1、三星主推的 Wide-IO 标准

Wide-IO 技术目前已经到了第二代,可以实现最多 512bit 的内存接口位宽,内存接口操作频率最高可达 1GHz,总的内存带宽可达 68GBps,是最先进的 DDR4 接口带宽(34GBps)的两倍。Wide-IO 在内存接口操作频率并不高,其主要目标市场是要求低功耗的移动设备。

 

 

2、AMD,NVIDIA 和海力士主推的 HBM 标准

HBM(High-Bandwidth Memory,高带宽内存)标准主要针对显卡市场,它的接口操作频率和带宽要高于 Wide-IO 技术,当然功耗也会更高。HBM 使用 3DIC 技术把多块内存芯片堆叠在一起,并使用 2.5D 技术把堆叠内存芯片和 GPU 在载板上实现互联。目前 AMD 在 2015 年推出的 FIJI 旗舰显卡首先使用 HBM 标准,显存带宽可达 512 GBps,而显卡霸主 Nvidia 也紧追其后,在 2016 年 Pascal 显卡中预期使用 HBM 标准实现 1 TBps 的显存带宽。


 

 

 3、美光主推 HMC 技术

HMC(Hybrid Memory Cube)标准由美光主推,目标市场是高端服务器市场,尤其是针对多处理器架构。HMC 使用堆叠的 DRAM 芯片实现更大的内存带宽。另外 HMC 通过 3DIC 异质集成技术把内存控制器(memory controller)集成到 DRAM 堆叠封装里。以往内存控制器都做在处理器里,所以在高端服务器里,当需要使用大量内存模块时,内存控制器的设计非常复杂。现在把内存控制器集成到内存模块内,则内存控制器的设计就大大地简化了。最后,HMC 使用高速串行接口(SerDes)来实现高速接口,适合处理器和内存距离较远的情况(例如处理器和内存在两张不同的 PCB 板上)。相较而言,Wide-IO 和 HBM 都要求处理器和内存在同一个封装内。

 


Wide-IO 标准、HBM 标准、HMC 技术都和内存相关,下表是有关 Wide-IO, HMC, HBM 及 DDR 标准比较。

 

Wide-IO, HMC, HBM 及 DDR 标准比较

 

4、TSMC 主推的 CoWoS 和 InFO 技术

CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)和 InFO(Integrated Fan Out)是台积电推出的 2.5D 封装技术,称为晶圆级封装。台积电的 2.5D 封装技术把芯片封装到硅载片上,并使用硅载片上的高密度走线进行互联。CoWoS 针对高端市场,连线数量和封装尺寸都比较大。InFO 针对性价比市场,封装尺寸较小,连线数量也比较少。目前 InFO 技术已经得到业界认可,苹果在 iPhone7 中使用的 A10 处理器即将采用 InFO 技术。

 

InFO 和 CoWoS 技术

 

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