异质异构集成

基于先进封装技术实现多工艺、多功能芯片的3D堆叠与系统级融合,突破单芯片性能瓶颈,实现小型化与高集成度。

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。

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