مدار مجتمع ۲٫۵ بعدی

مدار مجتمع ۲٫۵ بُعدی (به انگلیسی: 2.5D integrated circuit) یا آی‌سی ۲٫۵ بُعدی یک فنون بسته‌بندی پیشرفته است^[۱] که چندین دای مدار مجتمع را در یک بسته^[۲] تک بدون انباشتن آنها در یک مدار مجتمع سه‌بُعدی (3D-IC) با میان‌راه ازمیان-سیلیکون (تی‌اس‌وی) ترکیب می‌کند.^[۳] اصطلاح «۲٫۵بُعدی» زمانی به وجود آمد که آی‌سی‌های سه‌بُعدی با تی‌اس‌وی کاملاً جدید و هنوز بسیار دشوار بودند. طراحان تراشه متوجه شدند که بسیاری از مزایای یکپارچه‌سازی سه‌بُعدی را می‌توان با قرار دادن دای‌های لُخت در کنار هم روی یک میان‌نهادنده به‌جای چیدن آنها به صورت عمودی، تقریب زد. اگر گام بسیار خوب و میان‌هابند بسیار کوتاه باشد، مجموعه را می‌توان به عنوان یک جزء با اندازه، وزن و ویژگی‌های توان‌الکتریکی بهتر نسبت به یک مجموعه برد مدار چاپی ۲ بُعدی قابل مقایسه بسته‌بندی کرد. این مجتمع‌سازی سه‌بُعدی در نیمه‌راه به شکلی ظاهری «۲٫۵بُعدی» نامگذاری شد و نام آن ماندگار شد.^[۳] از آن زمان، ۲٫۵بُعدی ثابت کرده است که بسیار فراتر از «نیمه‌راه به‌سمت سه‌بُعدی» است.^[۴] برخی از مزایا:

• یک میان‌نهادنده می‌تواند از یکپارچه‌سازی ناهمگن پشتیبانی کند - یعنی دای‌هایی با گام، اندازه، ماده و گره فرآیندی متفاوت.^[۵]
• قراردادن دای‌ها در کنار هم به‌جای چیدن روی‌هم باعث کاهش تجمع گرما (گرما اندوزی) می‌شود.^[۶]
• به‌روزرسانی یا ارتقاء یک مجموعه ۲٫۵ بُعدی به آسانی با تعویض یک جزء جدید و تغییر دادن میان‌نهادنده مناسب است. بسیار سریعتر و ساده‌تر از کار مجدد یک آی‌سی ۳ بُعدی یا سامانه روی تراشه (SoC).

برخی از مجموعه‌های پیچیده ۲٫۵ بُعدی حتی تی‌اس‌وی و اجزای سه‌بُعدی را در خود جای داده‌اند. اکنون چندین کارخانه ریخته‌گری از بسته‌بندی ۲٫۵ بُعدی پشتیبانی می‌کنند.^{[۷][۸][۹][۱۰][۱۱]} موفقیت مونتاژ ۲٫۵ بُعدی باعث پیدایش «تراشک‌ها» شده است - بلوک‌های مدار کوچک و عملکردی که برای ترکیب شدن به روش ترکیب-و-هماهنگ (به انگلیسی: mix-and-match) در میان‌نهادنده‌ها طراحی شده‌اند. چندین محصول پیشرفته^[۱۲][۱۳] در حال حاضر از این تراشک‌های سَبک-لگو بهره می‌برند. برخی از کارشناسان^[۱۴] ظهور یک بوم‌سازگان تراشک پَهن‌صنعت (به انگلیسی: industry-wide) را پیش‌بینی می‌کنند. میان‌نهادنده‌ها می‌توانند بزرگتر از اندازه تورَک (به انگلیسی: reticle) باشند که حداکثر مساحتی است که می‌تواند توسط اسکنر فوتولیتوگرافی یا استپر نمایش داده شود.^[۱۵]

منابع

1. "Advanced Packaging".
2. "2.5D Technology". Open-silicon.com. Archived from the original on August 5, 2020. Retrieved July 21, 2020.
3. Maxfield, Max (April 8, 2012). "2D vs. 2.5D vs. 3D ICs 101". EE Times.
4. Santarini, Mike (March 27, 2012). "2.5D ICs are more than a stepping stone to 3D ICs". EE Times.
5. Zhang, Xiaowu; Lin, Jong Kai; Wickramanayaka, Sunil; Zhang, Songbai; Weerasekera, Roshan; Dutta, Rahul; Chang, Ka Fai; Chui, King-Jien; Li, Hong Yu (June 1, 2015). "Heterogeneous 2.5D integration on through silicon interposer". Applied Physics Reviews. 2 (2): 021308. Bibcode:2015ApPRv...2b1308Z. doi:10.1063/1.4921463 – via NASA ADS.
6. "Cost and Thermal Analysis of High-Performance 2.5D and 3D Integrated Circuit Design Space" (PDF). Department of Electrical and Computer Engineering, UC Santa Barbara. 2016. Retrieved October 20, 2020.
7. "Intel Custom Foundry EMIB". Intel Corporation. Archived from the original on July 13, 2015.
8. "About 2.5D Technology". NHanced Semiconductors, Inc. March 23, 2017.
9. "Custom ASICs". Marvell.com.
10. Wong, William G. (June 6, 2016). "Q&A: A Deeper Look at Marvell's MoChi Technology". Electronicdesign.com.
11. "What is SoIC?". Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd.
12. "Elite Performance with AMD Ryzen 3000XT Series Processors". AMD.com. Retrieved October 20, 2020.
13. "Marvell Introduces Industry's First Hyper-Scale Quad ARM Cortex-A72 and Dual Cortex-A53 Based Chips on Marvell's Revolutionary MoChi and FLC Architecture". Marvell.com. October 6, 2015.
14. Moore, Samuel K. (April 12, 2019). "Intel's View of the Chiplet Revolution". IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News.
15. "TSMC Announces 2x Reticle CoWoS for Next-Gen 5nm HPC Applications". 3 March 2020.