Por qué los interlocutores son más importantes de lo que usted piensa

Cuando la gente habla de envases avanzados de semiconductores, la atención generalmente se centra en chips de última generación: transistores más pequeños, lógica más rápida o dispositivos de mayor potencia.Sin embargo, entre estos chips se encuentra un componente menos visible pero cada vez más crítico:el interponedor.

Tradicionalmente, un interponedor ha sido visto como una estructura pasiva, cuya tarea principal es dirigir señales entre chips.Arquitecturas chipletEn la actualidad, el interponedor debe transportar señales eléctricas, soportar tensiones mecánicas,y gestionar el calor al mismo tiempo.

Este cambio es precisamente dondeCarburo de silicio de 12 pulgadas(SiC) interponedoresentra en el cuadro.

De silicio a carburo de silicio: un cambio en la filosofía

La mayoría de los interposadores hoy en día están hechos de silicio, en gran parte porque la industria de semiconductores ya tiene una infraestructura madura de fabricación de silicio de 12 pulgadas.Los interponedores de silicio funcionan bien para cables de alta densidad, pero comienzan a mostrar limitaciones cuando los sistemas funcionan a alta potencia o temperaturas elevadas.

El carburo de silicio ofrece un conjunto fundamentalmente diferente de propiedades materiales:

• Mucho mayor conductividad térmica, lo que permite una eliminación más rápida del calor

• Rigidez mecánica superior, mejorando la estabilidad dimensional

• Excelente estabilidad térmica y química, incluso a altas temperaturas

Debido a estas propiedades, los interposadores de SiC no son solo mejores versiones de los interposadores de silicio, sino que permiten una filosofía de diseño diferente.En lugar de tratar la gestión térmica como un problema externo resuelto por disipadores de calor o placas de frío, SiC permite gestionar el calor directamente a nivel del interponedor.

Por qué es importante el formato de 12 pulgadas

A primera vista, pasar de las obleas más pequeñas aInterponedores de SiC de 12 pulgadasEn realidad, representa un paso importante hacia la industrialización.

El formato de 12 pulgadas es importante por varias razones:

• Compatibilidad de fabricacióncon herramientas avanzadas de litografía, inspección y embalaje

• Mayor rendimiento y menor coste por unidad de superficieen escala

• Apoyo a los grandes interponedores, que son esenciales para la integración multi-chip y heterogénea

Sin embargo, escalar SiC a 12 pulgadas es mucho más difícil que escalar silicio.y la gestión de la tensión se vuelven significativamente más difíciles a medida que el diámetro de la oblea aumentaEsto hace que los interponedores de SiC de 12 pulgadas sean tanto un reto técnico como un hito tecnológico.

Procesos clave de fabricación explicados de manera sencilla

La fabricación de un interposador de SiC de 12 pulgadas implica muchos de los mismos pasos que los interposadores de silicio, pero cada paso es más exigente debido a la naturaleza del material.

Preparación y adelgazamiento de obleas
Las obleas de SiC son extremadamente duras, y para adelgazarlas hasta el espesor requerido sin introducir grietas o deformación excesiva se requieren procesos de molienda y pulido altamente controlados.

Modelado y formación
Los interponedores dependen de conexiones eléctricas verticales.La formación de estas vías requiere un grabado en seco avanzado o técnicas asistidas por láser capaces de penetrar un material muy duro y químicamente inerte.

Metalización e interconexiones
El depósito de metales que se adhieren de forma fiable al SiC, manteniendo una baja resistencia eléctrica y una estabilidad a largo plazo, no es una tarea trivial.Se requieren generalmente capas de barrera y adhesión especializadas.

Inspección y control del rendimiento
A 12 pulgadas, incluso pequeñas densidades de defectos pueden tener un gran impacto en el rendimiento.

Juntos, estos pasos forman un flujo de fabricación que es más complejo que la fabricación tradicional de interposadores de silicio, pero también mucho más capaz en aplicaciones exigentes.

Implicaciones a nivel del sistema: más que solo el embalaje

El valor real de los interponedores de SiC de 12 pulgadas se hace evidente cuando se mira elnivel del sistemaen lugar de componentes individuales.

Al integrar la resistencia mecánica y la conductividad térmica directamente en el interponedor, los diseñadores de sistemas obtienen:

• Temperaturas de unión más bajas para dispositivos de alta potencia

• Mejora de la fiabilidad en el ciclo térmico

• Mayor libertad en la arquitectura del sistema y la colocación de los componentes

En términos prácticos, esto significa módulos de energía más densos, sistemas informáticos de alto rendimiento más compactos y una mayor durabilidad en entornos adversos como vehículos eléctricos, centros de datos,y electrónica aeroespacial.

Una plataforma para la integración heterogénea

A medida que los sistemas de semiconductores evolucionan, combinan cada vez más chips lógicos, dispositivos de energía, componentes de RF e incluso fotónica dentro de un solo paquete.Cada uno de estos elementos tiene diferentes requisitos térmicos y mecánicos.

Los interponedores de SiC de 12 pulgadas ofrecen una plataforma unificadoraSus propiedades materiales se alinean naturalmente con dispositivos de banda ancha y aplicaciones de alta potencia,hacerlos especialmente atractivos para la próxima generación de integración heterogénea.

Mirando hacia el futuro

Los interponedores de SiC de 12 pulgadas todavía están en una etapa temprana de adopción, pero su trayectoria es clara. Abordan desafíos fundamentales que no pueden ser resueltos por el silicio solo,especialmente en sistemas de alta potencia y alta densidad térmica.

En lugar de verlos como una solución de nicho, es más preciso ver los interponedores de SiC de 12 pulgadas como una tecnología habilitadora, una que une la ciencia de los materiales, la innovación en la fabricación,y diseño a nivel del sistema.

A medida que los envases avanzados continúan definiendo los límites de rendimiento de la electrónica moderna, el interponedor ya no es solo lo que conecta los chips.Se está convirtiendo en parte del propio sistema..