本文重点分析关于 “含嵌入式闪存(eFlash)IP 的芯粒(Chiplet)” 的报告,核心围绕 SST SuperFlash® 技术、芯粒实现方案及应用展开。
一、SST SuperFlash技术基础与市场地位
市场领先性:全球前 10 大微控制器(MCU)厂商 100% 采用 SST SuperFlash® 技术,头部客户包括 NXP(17.3% 市场份额)、瑞萨(16.8%)、意法半导体(15.4%)等;累计出货超 2000 亿颗搭载该技术的设备,当前年出货量超 150 亿颗,是嵌入式闪存领域的头部供应商。
技术迭代历程:自 1989 年 SST 成立以来,SuperFlash® 已发展 4 代,均保持一致的擦除 / 编程(E/P)机制与可靠性优势,且各代均实现长期量产:
ESF1:非自对准单元,选择栅兼作擦除栅,量产超 30 年;ESF2:自对准单元,选择栅兼作擦除栅,量产超 20 年;ESF3:自对准单元,具备独立选择栅、耦合栅与擦除栅,量产超 16 年;ESF4:自对准单元,具备独立选择栅与擦除栅,28nm 车规级已通过认证并进入风险量产。
技术 roadmap:ESF3/4 先进制程:ESF3-28 Poly/SiON、ESF3/4-28 HKMG 已量产,ESF3-40 Gen2、ESF3-22 HKMG 处于研发 / 认证阶段;ESF BCD(BCD 是模拟、数字、功率电路集成技术):130nm 30V/40V-120V/85V、55nm 30V/16-120V、65/40nm 24-120V 已量产,28nm 24V-120V 处于研发 / 认证阶段,覆盖高压应用场景。
二、SuperFlash® 芯粒(Chiplet)技术方案
2.5D RDL扇出封装:利用重分布层(RDL)实现芯片扇出,支持芯片间互连(均含有源器件),可实现近单片集成,适用于移动、5G 等小尺寸需求场景,已量产多年,参考索尼 CMOS 图像传感器、AMD VCache 技术;
3D 混合键合(HB):包括面对面(Face-to-Face)和面对背(Face-to-Back)集成,如 40nm ESF3 晶圆与 14nm 逻辑晶圆键合;
关键参数包括:CMOS 逻辑采用 16nm FinFET 工艺、供电 0.8V/1.8V,ESF3 闪存容量 128kX144、擦除时间最大 20ms,晶圆尺寸 7.01mm×7.01mm,可实现高集成度与高性能。
技术目标:拓展 ESF3 技术集成扩展性,适配先进逻辑制程,定义芯粒集成方法、建立先进节点设计流程;
核心参数:支持 500 个连接点、200MHz 速度、16Mb 容量,芯片间边缘距离 0.2mm,采用 2 层 RDL(RDL1 传信号、RDL2 供电源 / 接地),无封装基板(节省成本,适配 600mm 面板工艺),封装尺寸仅 2.9×2.7mm;
互连性能:RDL 线长 1-3mm,在 ESF3-28nm(0.9V 标称电压)与 28nm MCU 间,无需 SERDES 或 PHY 模块即可直接连接,最差工况(ssg_0.81V/-40℃)下传播延迟可控。
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