异质异构集成

在射频前端、高性能计算、光电融合等前沿领域，单芯片工艺已难以兼顾性能、功耗与成本。我们提供基于异质异构集成的系统级封装（SiP）设计服务，涵盖多芯片协同设计、高速互连仿真、热-力-电联合仿真与量产导入，帮助客户将不同工艺节点（如28nm逻辑+65nm射频+MEMS传感器）的裸片整合为单一器件，实现尺寸缩减40%以上、系统性能倍增的目标。

• 核心服务能力

  • 多芯片协同设计与架构划分

    • 基于系统功能需求，完成芯片架构分解与芯粒（Chiplet）选型，定义逻辑、存储、射频、电源、传感等不同功能模块的工艺制程分配（如逻辑用7nm、射频用65nm GaAs、MEMS用专用工艺）。
    • 提供芯片-封装-PCB协同设计流程，通过早期规划降低信号完整性（SI）、电源完整性（PI）及热耦合风险。

  • 先进封装方案选型与实现

    • 支持2.5D/3D封装方案：基于硅中介层（TSV）的2.5D集成，适用于HBM与逻辑芯片堆叠；3D IC直接通过微凸块（μbump）或混合键合（Hybrid Bonding）实现多层堆叠。
    • 扇出型晶圆级封装（FOWLP）设计：适用于射频前端模组、电源管理芯片等需要高集成度与低寄生参数的场景，支持多芯片埋入与无基板结构。

  • 高速互连与射频集成

    • 基于电磁仿真软件（HFSS、CST）完成芯片间高速接口（如UCIe、BoW、SerDes）的信号完整性分析，优化微凸块布局与重布线层（RDL）走线。
    • 射频前端异质集成：将GaAs功率放大器、硅基收发机、滤波器、开关通过IPD（集成无源器件）或薄膜技术单片/混合集成，降低插损与模块尺寸。

  • 热-力-电多物理场仿真

    • 建立3D封装热模型，分析热点分布与散热路径，设计硅通孔（TSV）阵列、导热填充材料与散热盖方案，确保结温控制在安全范围。
    • 应力仿真与翘曲控制：评估不同材料热膨胀系数（CTE）失配导致的机械应力，优化底部填充（Underfill）材料选择与工艺参数，保障可靠性。

  • 测试方案与量产导入

    • 设计芯片到封装的可测性设计（DFT）架构，包括边界扫描、内置自测试（BIST）及已知合格芯片（KGD）筛选流程。
    • 提供封装级测试规范与量产良率提升方案，协助客户对接封装厂（如日月光、长电、华天、通富）完成工程样品到批量交付。

• 应用场景

  • 射频前端模组（RFFE）

    • 将功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、滤波器、开关、收发机芯片通过异质集成封装为单一模组，尺寸从分立方案的100mm²压缩至25mm²以内，满足5G手机、物联网模块对多频段多模式的需求。
    • 支持砷化镓（GaAs）与硅基工艺的混合集成，优化射频性能与成本平衡。

  • 高性能计算处理器

    • 通过2.5D封装将计算芯粒与HBM（高带宽内存）集成，实现TB/s级带宽，突破传统PCB互连瓶颈，应用于AI加速卡、服务器CPU、自动驾驶中央计算平台。
    • 支持UCIe标准芯粒间互连，实现不同厂商、不同工艺芯粒的异构集成。

  • 光电合封（CPO）引擎

    • 将硅光芯片（PIC）与电芯片（EIC）通过3D堆叠或硅中介层集成，缩短电信号传输距离，降低高速串行接口功耗，用于数据中心交换机、超算互连。
    • 集成微环调制器、光电探测器与跨阻放大器（TIA），实现单通道100G/200G光引擎。

  • MEMS与传感器融合

    • 将加速度计、陀螺仪、磁力计等MEMS传感器与ASIC调理电路通过扇出型封装集成，封装体积缩小至2mm×2mm级别，用于消费电子、TWS耳机、可穿戴设备。
    • 支持气压计、麦克风、环境传感器等多传感器融合封装，提供标定与补偿算法。

  • 电源管理模组

    • 将多路DC-DC转换器、电感、电容通过无源集成技术（IPD）与有源芯片整合为单颗电源模块（Power SiP），功率密度提升50%以上，适用于智能手机快充、SSD、FPGA供电。
    • 结合GaN HEMT与硅驱动器的异质集成，实现高频高效电源转换。