NanoIC lanza PDK avanzados de interconexión para diseños chip-a-chip

Hoy en día, la línea piloto NanoIC, una iniciativa europea coordinada por imec y dedicada a acelerar la innovación en tecnologías de chips más allá de 2 nm, lanza dos kits de diseño de procesos de interconexión avanzados (PDK): una capa de redistribución de paso fino (RDL) y una unión híbrida de matriz a oblea (D2W) PDK. Estos PDK de acceso temprano ponen al alcance de las universidades, los innovadores de la industria y las capacidades de embalaje avanzadas, y marcan un paso importante para permitir una conectividad de chip a chip de alta densidad y eficiencia energética.

A medida que la industria de semiconductores se mueve hacia arquitecturas de sistemas cada vez más complejas y heterogéneas, el empaquetado avanzado se ha convertido en un habilitador clave para apoyar este progreso. En lugar de simplemente encerrar chips individuales, las tecnologías de embalaje actuales reúnen múltiples matrices (chiplets) en sistemas estrechamente integrados donde el rendimiento, la eficiencia energética y el ancho de banda dependen de la eficacia con la que esos componentes pueden interactuar. Al permitir que los chiplets se interconecten a alta densidad, el empaque avanzado proporciona la base para la próxima generación de computación de alto rendimiento, aceleradores de IA y aplicaciones de uso intensivo de datos.

Para permitir que las universidades, los start-ups, las PYME y los actores industriales conviertan estos conceptos en diseños prácticos, NanoIC lanza hoy la primera versión de sus kits de diseño de proceso de unión híbrido (PDK) de capa de redistribución de tono fino (RDL) y die-to-wafer (D2W). Estos PDK, construidos en la línea piloto NanoIC, brindan a los diseñadores acceso temprano a las reglas de diseño y bloques de construcción validados necesarios para explorar la integración de chip a chip de alta densidad.

RDL PDK de paso fino: enrutamiento de alta densidad en sustratos basados en polímeros

La capa de redistribución de paso fino (RDL) PDK introduce una nueva forma de lograr conexiones de chip a chip de alta densidad utilizando sustratos a base de polímero. Tradicionalmente, estos sustratos no podían soportar líneas extremadamente finas, lo que limita su uso en envases avanzados. La tecnología de Imec, desarrollada dentro del proyecto NanoIC, supera esta barrera al permitir interconexiones de paso excepcionalmente pequeñas en un RDL basado en polímeros, ofreciendo capacidades que van más allá de lo que las principales fábricas comerciales proporcionan hoy en día. Con anchos de línea y espacios de hasta 1,3 micras y tonos de microgolpe tan estrechos como 20 micras, el RDL PDK ofrece a los diseñadores acceso a interconexiones que pueden mejorar la velocidad de comunicación hasta en un 40% y reducir la energía por bit hasta en un 15%, en una interfaz UCIe-Avanzada de troquel a troquel. Como resultado, el RDL de tono fino se convierte en una opción de integración atractiva para una amplia gama de aplicaciones emergentes, desde la computación automotriz y de alto rendimiento hasta las arquitecturas de GPU de próxima generación.

PDK de unión híbrida D2W: conexiones 3D de die-to-die ultradensas

La unión híbrida D2W agrega una segunda técnica de integración potente al permitir conexiones directas extremadamente compactas entre matrices utilizando la tercera dimensión. En lugar de depender de los golpes de cobre tradicionales, la unión híbrida forma enlaces directos de óxido a óxido entre la matriz CMOS y la interfaz del paquete. Esto elimina los parásitos asociados con el golpe de cobre y permite vías de comunicación de baja pérdida y eficiencia energética.

Con su capacidad para crear enlaces de chip a chip ultradensos y de alto ancho de banda, el PDK de enlace híbrido D2W es particularmente adecuado para aplicaciones de IA, plataformas informáticas avanzadas y arquitecturas de GPU de alto rendimiento.

Un paso importante hacia las capacidades completas de la cinta

Con esta versión, imec se convierte en el primero del mundo en ofrecer PDK de interconexión de fácil acceso en estos niveles y dimensiones de integración. Esta "versión exploratoria" inicial proporciona las herramientas esenciales que los diseñadores necesitan para comenzar a evaluar la tecnología: creación sistemática de diseño, enrutamiento automatizado y personalizado, y comprobaciones de reglas de diseño.

"Este primer lanzamiento es un PDK pionero", explica Nicolas Pantano, jefe del equipo de arquitectos de demostración en imec. "Brinda a los investigadores, los start-ups y las empresas las herramientas esenciales para comenzar a diseñar, probar ideas y proporcionar retroalimentación. A medida que los PDK maduren, crecerán de los kits de diseño exploratorio a conjuntos de herramientas completos y listos para la fabricación con capacidades de cinta, lo que permitirá a los diseñadores tomar un diseño creado con estos PDK y fabricarlo físicamente en la línea piloto, validando sus conceptos en silicio, no solo en simulación ".

Con el lanzamiento de estos dos PDK de interconexión, NanoIC amplía su oferta a un total de cinco kits de diseño de procesos de acceso público. Después de las versiones anteriores de los PDK N2, A14 y eDRAM, la introducción de los PDK de unión híbrida RDL y D2W de tono fino marca el siguiente hito en la construcción de un kit de herramientas de diseño completo más allá de 2 nm, que abarca lógica, memoria y ahora también tecnologías de interconexión. Para apoyar la exploración práctica, NanoIC también organiza un taller dedicado sobre los PDK RDL y D2W el 27 de mayo de 2026. Todos los detalles prácticos están disponibles en el sitio web de NanoIC.

Fuente: Imec