Embedded Multi-Die Interconnect Bridge

Una rivoluzione nella tecnologia di packaging avanzata.

Un'interconnessione elegante per un'era più civilizzata

La soluzione Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB) rappresenta un approccio elegante ed economicamente conveniente per l'interconnessione interna al package ad elevata densità di chip eterogenei. Il settore si riferisce a questa applicazione come all'integrazione del packaging 2.5D. Invece di utilizzare un grande interposer in silicio, comune negli altri approcci 2.5D, la soluzione Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB) impiega un bridge molto piccolo, con molteplici livelli di routing. Questo bridge del die è integrato nel processo di fabbricazione del substrato.

Collegamento di die eterogenei

Le moderne tecniche di packaging prevedono un numero massimo di connessioni tra un die e l'altro. I rimedi tradizionali a questa limitazione sono categorizzati come soluzioni 2.5D e utilizzano un interposer di silicio e un chip passante (Through Silicon Vias, TSV) per collegare un die alla cosiddetta velocità di interconnessione del silicio con un ingombro minimo. Il risultato sono layout e tecniche di fabbricazione sempre più complesse che ritardano il tape-out e diminuiscono il livello di rendimento.

Integrazione di un bridge di interconnessione

Intel ha ideato una soluzione pratica da progettare, affidabile attraverso qualsiasi die e semplice da implementare in un determinato design. Questa soluzione è stata denominata Embedded Multi-Die Interconnect Bridge, affettuosamente abbreviata con l'acronimo EMIB. Un singolo substrato può presentare molti bridge incorporati, che forniscono un I/O estremamente elevato e percorsi di interconnessione elettricamente ben controllati tra i molteplici die, secondo le necessità. Poiché non è necessario collegare i chip al package mediante un interposer di silicio con TSV, non esistono altri elementi che potrebbero potenzialmente degradarne le prestazioni. Intel utilizza microbump per i segnali ad alta densità e pitch (distanze) più grossolani, flip chip standard, per i contatti di alimentazione diretta e massa dal chip al package.

La sezione trasversale mostra due die assemblati in un package utilizzando microbump che garantiscono i collegamenti tra i die attraverso un chip bridge.

Semplice e scalabile

Nessuna ulteriore limitazione alle dimensioni del die: in un package 2.5D tradizionale, l'interposer di silicio ha dimensioni maggiori rispetto a tutti i die interconnessi. Al contrario, il bridge di silicio è un piccolo pezzo di silicio inserito esclusivamente al di sotto dei bordi di due die interconnessi. Questo consente di utilizzare quasi tutte le grandezze di die in molteplici dimensioni, eliminando ulteriori vincoli fisici per la composizione di die eterogenei, entro i limiti teorici.

L'immagine mostra un layout complesso ma auspicabile. La soluzione 2.5D, standard di settore, non è in grado di soddisfarlo, poiché non è possibile produrre un interposer di silicio abbastanza grande da collegare tutti i die. Invece, la soluzione Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB) consente tale flessibilità nel posizionamento dei die, permettendo la scalabilità in entrambe le dimensioni.

Resa in una normale gamma di package senza TSV

Il risultato è una soluzione semplice da progettare e fabbricare, senza diminuzione del rendimento al di sotto dei valori di un package tradizionale. L'utilizzo del bridge in silicio elimina la necessità di:

  1. Affidarsi alla formazione e riempimento TSV
  2. Adottare procedimenti sull'interposer posteriore per mostrare il TSV

Poiché non viene inserito alcun interposer di silicio, i die vengono assemblati direttamente nel package utilizzando procedure standard per l'assemblaggio dei flip chip.

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