2025-09-19
في السباق لبناء إلكترونيات أصغر وأسرع وأكثر قوة-من الهواتف الذكية الرفيعة فائقة إلى أجهزة القابلة للارتداء الطبية-ضرب وضع الرقائق التقليدية جنبًا إلى جنب على الحائط. أدخل الحزمة على تقنية Package (pop): حل تغيير اللعبة يكرس حزم الرقائق (على سبيل المثال ، معالج في الأسفل ، والذاكرة في الأعلى) رأسياً ، وقطع مساحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور بنسبة تصل إلى 50 ٪ مع زيادة الأداء. البوب لا يتعلق فقط بتوفير مساحة ؛ إنه يقصر مسارات الإشارة ، ويقلل من استخدام الطاقة ، ويجعل الترقيات أسهل - حرجة للأجهزة التي تهم كل ملليمتر وميليوات. يحطم هذا الدليل ماهية البوب ، وكيف يعمل ، وفوائده الرئيسية ، وتطبيقات العالم الحقيقي ، وأحدث التطورات التي تشكل مستقبلها.
الوجبات الرئيسية
1. كفاءة المساحة: مكدسات البوب رقائق عموديًا (مقابل جانب جنبًا إلى جنب) ، وخفضت بصمة ثنائي الفينيل متعدد الكلور بنسبة 30-50 ٪-مما يؤدي إلى تسليم الأجهزة الأرق مثل الساعات الذكية والهواتف القابلة للطي.
2. أداء فائقة: تقليل مسارات الإشارة المختصرة بين الرقائق المكدسة (على سبيل المثال ، وحدة المعالجة المركزية + ذاكرة الوصول العشوائي) عن التأخير بنسبة 20-40 ٪ وانخفاض استهلاك الطاقة بنسبة 15-25 ٪.
3.Modularity: يتم اختبار كل شريحة وإعادة استبدالها بشكل فردي - لا يتطلب تشكيل رقاقة RAM الخاطئة استبدال حزمة المعالج بأكملها.
4.ResalStility: يعمل مع رقائق من مختلف الموردين (على سبيل المثال ، A Qualcomm CPU + Samsung RAM) ويدعم الترقيات (على سبيل المثال ، تبديل ذاكرة الوصول العشوائي 4 جيجابايت مقابل 8 جيجابايت).
5. تطبيقات الطرق: يهيمن على الإلكترونيات الاستهلاكية (الهواتف الذكية ، والأجهزة اللوحية) ، والسيارات (أنظمة ADAS) ، والرعاية الصحية (شاشات يمكن ارتداؤها) ، و 5G Telecom (المحطات الأساسية).
ما هي باقة على تقنية الحزمة (البوب)؟
POP هي تقنية تعبئة متقدمة تتراكم حزمتين أو أكثر من أشباه الموصلات رأسياً ، مما يخلق وحدة واحدة مضغوطة. على عكس الموضع التقليدي "جنبًا إلى جنب" (حيث تحتل وحدة المعالجة المركزية والذاكرة RAM مساحة منفصلة PCB) ، فإن البوب تراكب مكونات حرجة-على وجه الخصوص شريحة منطقية (وحدة المعالجة المركزية ، SOC) في أسفل وشريحة ذاكرة (DRAM ، فلاش) في الأعلى-تربطها كرات لحام صغيرة أو قمع الدقيقة. يحول هذا التصميم كيفية بناء الإلكترونيات ، وإعطاء الأولوية للتصغير دون التضحية بالأداء.
التعريف الأساسي والغرض
في جوهرها ، يحل Pop تحديتين أكبر في الإلكترونيات الحديثة:
1. قيود المساحة: حيث تصبح الأجهزة أرق (على سبيل المثال ، الهواتف الذكية 7 مم) ، لا يوجد مجال للرقائق جنبًا إلى جنب. مكونات البوب مكونات لاستخدام مساحة عمودية بدلاً من الأفقي.
2. اختناقات الأداء: مسارات إشارة طويلة بين الرقائق البعيدة (على سبيل المثال ، وحدة المعالجة المركزية على أحد طرفي ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وذاكرة الوصول العشوائي على الجانب الآخر) تسبب التأخير وفقدان الإشارة. تضع البوب رقائق ملليمترات ، ونقل البيانات الفائقة.
POP هي أيضًا معيارية: يتم اختبار كل شريحة قبل التراص. إذا فشلت شريحة الذاكرة ، فستستبدل هذا الجزء فقط - وليس الوحدة بأكملها. هذه المرونة هي ميزة كبيرة على الحزم المتكاملة (حيث يتم ربط الرقائق بشكل دائم) ، وخفض تكاليف الإصلاح بنسبة 60 ٪.
المكونات الرئيسية لمكدس البوب
يحتوي إعداد البوب الأساسي على أربعة أجزاء مهمة ؛ تضيف التصميمات المتقدمة إضافات مثل الوكالة لتحسين الأداء:
| عنصر | دور | مثال |
|---|---|---|
| الحزمة السفلية | Logic Core: يقوم بتشغيل التعليمات ، ويتحكم في الجهاز ، ويتصل بـ PCB. | Qualcomm Snapdragon SOC ، Intel CPU |
| حزمة أعلى | الذاكرة: تخزن البيانات الخاصة بشريحة المنطق للوصول بسرعة. | Samsung LPDDR5 RAM ، SK Hynix Flash |
| كرات اللحام (BGA) | كرات موصلة صغيرة تربط الحزم العلوية والسفلية. | كرات سبيكة SAC305 خالية من الرصاص (0.06-0.9 مم) |
| interposer (متقدم) | طبقة "الجسر" الرقيقة (السيليكون ، الزجاج) التي تحسن توصيل الإشارة/الطاقة وإدارة الحرارة. | interposer السيليكون مع TSVS (من خلال silicon vias) |
على سبيل المثال: قد تحتوي وحدة POP للهاتف الذكي على Snapdragon 8 Gen 4 (الحزمة السفلية) المكدسة مع ذاكرة الوصول العشوائي 8GB LPDDR5X (الحزمة العلوية) ، متصلة بواسطة كرات لحام 0.4 مم. تشغل هذه الوحدة 15 مم × 15 مم فقط من مساحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور-في حجم الموضع جنبًا إلى جنب.
كيف تعمل تقنية البوب: عملية خطوة بخطوة
مجموعة البوب هي عملية تعتمد على الدقة تتطلب معدات متخصصة (على سبيل المثال ، طائرات كرة لحام الليزر ، مفتشو الأشعة السينية) لضمان المحاذاة والموثوقية. فيما يلي سير العمل القياسي:
1. إعداد ما قبل التجميع
قبل التراص ، يجب تنظيف كل مكون واختباره وتجهيزه لتجنب العيوب:
A.PCB Cleaning: يتم تنظيف PCB الأساسي باستخدام الموجات فوق الصوتية أو الهواء المضغوط لإزالة الغبار أو الزيت أو البقايا - الوسيط الذي يكسر روابط اللحام.
P.Solder Paste Application: يتم استخدام استنسل (ورقة معدنية رقيقة مع ثقوب صغيرة) لتطبيق كمية دقيقة من معجون اللحام على مواقع وسادة ثنائي الفينيل متعدد الكلور (حيث ستجلس الحزمة السفلية).
اختبار C.CIP: يتم اختبار كل من الرقائق السفلية (المنطق) والرقائق (الذاكرة) بشكل فردي (باستخدام معدات الاختبار الآلية ، ATE) لضمان أنها وظيفية - يتم التخلص من الرقائق المتقدمة لتجنب إضاعة الوقت عند التراص.
2. وضع الحزمة السفلية
يتم وضع شريحة المنطق (على سبيل المثال ، SOC) على PCB أولاً ، لأنها "الأساس" للمكدس:
توسيع A.Precision: يقوم جهاز الاختيار (بدقة 1-5 ميكرون) بوضع الحزمة السفلية على وسادات PCB المغطاة بصق لحام.
التثبيت المعاصرة: يتم وضع الحزمة في مكانها مع ضغط لاصق في درجات الحرارة المنخفضة أو فراغ لمنع التحول أثناء التراجع.
3. وضع الحزمة العليا
يتم تكديس شريحة الذاكرة مباشرة أعلى الحزمة السفلية ، محاذاة مع منصات اللحام:
A.Solder Ball Affectment: تحتوي الحزمة العلوية (الذاكرة) على كرات لحام مسبقة (0.06-0.9 مم) على سطحها السفلي. تتطابق هذه الكرات مع تخطيط الوسادة على الحزمة السفلية.
ب.
4. تراجع لحام
يتم تسخين المكدس بأكمله لإذابة اللحام ، وخلق روابط دائمة:
A. المعالجة: تمر الحزم المكدسة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور من خلال فرن تراجع مع ملف تعريف درجة الحرارة المتحكم فيه (على سبيل المثال ، ذروة 250 درجة مئوية لللحام الخالي من الرصاص). هذا يذوب معجون اللحام (على ثنائي الفينيل متعدد الكلور) وكرات لحام الحزمة العلوية ، وتشكيل اتصالات كهربائية وميكانيكية قوية.
ب.
5. التفتيش والاختبار
لا توجد وحدة البوب تترك المصنع بدون شيكات صارمة:
فحص الفأس: تبحث آلات الأشعة السينية عن العيوب المخفية (على سبيل المثال ، الفراغات لحام ، كرات مفقودة) غير مرئية للعين المجردة.
ب. الاختبار الكهربائي: يتحقق اختبار "مسبار الطيران" إذا كانت الإشارات تتدفق بشكل صحيح بين الحزم العليا/السفلية و PCB.
C. mechanical test: تعرض الوحدة النمطية لركوب الدراجات الحرارية (على سبيل المثال ، -40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية) واختبارات الاهتزاز لضمان بقاء استخدامها في العالم الحقيقي.
نصيحة للمحترفين: تستخدم تصاميم البوب المتقدمة من خلال Silicon Vias (TSVS)-ثقوب tyny المحفورة من خلال الرقائق-لتوصيل الطبقات بدلاً من كرات اللحام فقط. تقلل TSVs تأخير الإشارة بنسبة 30 ٪ وتمكين التراص ثلاثي الأبعاد (أكثر من طبقتين).
التفاصيل الحرجة: التوصيل والمواد
"الغراء" الذي يجعل عمل البوب هو نظام التوصيل البيني الخاص به - كرات الصلبة أو القالب الدقيق - والمواد المستخدمة لبناء المكدس. تؤثر هذه الخيارات بشكل مباشر على الأداء والموثوقية والتكلفة.
كرات اللحام: العمود الفقري لاتصالات البوب
كرات اللحام هي الطريقة الأساسية التي تتصل بها الحزم العلوية والسفلية. تحدد حجمها وسبائك وموضعها مدى نجاح المكدس:
| وجه | المواصفات والتفاصيل |
|---|---|
| مقاس | 0.060 مم (صغير ، لـ HDI POP) إلى 0.9 مم (كبير ، للرقائق عالية الطاقة). تستخدم معظم أجهزة المستهلك كرات 0.4-0.76 مم. |
| أنواع السبائك | - خالية من الرصاص: SAC305 (الفضة 3 ٪ ، 0.5 ٪ من النحاس ، 96.5 ٪ من القصدير)- معيار لامتثال ROHS. -قائم على الرصاص: Tin-Lead (63/37)-يستخدم في الأجهزة الصناعية/السيارات (موثوقية حرارية أفضل). - التخصص: Bismuth-tin (نقطة انصهار منخفضة) للرقائق الحساسة. |
| طرق التنسيب | - نفث الليزر: يخلق كرات دقيقة وموحدة (الأفضل للملاعب الصغيرة). - طباعة الاستنسل: تستخدم استنسل لتطبيق معجون اللحام ، ثم يتم وضع الكرات في الأعلى. - الاستغناء: يطبق اللحام السائل الذي يصلب إلى كرات (منخفضة التكلفة ، دقة منخفضة). |
| المتطلبات الرئيسية | - دقة الملعب: يجب أن تكون الكرات متباعدة بالتساوي (على سبيل المثال ، الملعب 0.4 مم) لتجنب الدوائر القصيرة. - الانتهاء من السطح: تحتوي منصات الحزمة السفلية على الغطس (الذهب الإلكتروليس للنيكل) أو OSP (حافظة لحام العضوية) لمنع التآكل. - الموثوقية الحرارية: يجب أن تحمل اللحام أكثر من 1000 دورة حرارية دون تكسير. |
دافعات: اتصالات متقدمة للبوب عالي الأداء
بالنسبة للأجهزة المتطورة (على سبيل المثال ، محطات قاعدة 5G ، وحدات معالجة الرسومات للألعاب) ، يستخدم POP أجهزة الاستدعاء-طبقات رقيقة بين الحزم العليا والسفلية-لحل التحديات الإشارة والحرارة:
1. ما هو interposer؟ ورقة رقيقة (السيليكون أو الزجاج أو المواد العضوية) مع أسلاك صغيرة أو TSVs التي تعمل كـ "جسر" بين الرقائق. يوزع الطاقة ، ويقلل من الحديث المتبادل ، وينشر الحرارة.
2. دبليو Silicon: المعيار الذهبي للأداء العالي. لديهم أسلاك فائقة (عرض 1-5μm) و TSVs ، مما يتيح أكثر من 100000 اتصال لكل وحدة. تستخدم في رقائق مثل NVIDIA وحدات معالجة الرسومات.
3. choposers joglass: البديل الناشئ - الاسترخاء من السيليكون ، ومقاومة حرارة أفضل ، ومتوافقة مع الألواح الكبيرة. مثالي لرقائق 5G وبطاقات مركز البيانات.
4. دافعات عضوية: منخفضة التكلفة ، مرنة وخفيفة الوزن. تستخدم في الأجهزة الاستهلاكية (على سبيل المثال ، الهواتف الذكية متوسطة المدى) حيث التكلفة تهم أكثر من الأداء الشديد.
على سبيل المثال: CowOS من TSMC (رقاقة على الرقاقة على الركيزة) هو متغير POP متقدم يستخدم Interposer السيليكون لتكديس وحدة معالجة الرسومات مع HBM (ذاكرة النطاق الترددي العالي). يوفر هذا التصميم 5x عرض النطاق الترددي أكثر من الموضع التقليدي جنبًا إلى جنب.
فوائد تكنولوجيا البوب
POP ليست مجرد خدعة لتوفير الفضاء-إنها توفر مزايا ملموسة لمصممي الأجهزة والمصنعين والمستخدمين النهائيين.
1. كفاءة الفضاء: ميزة #1
أكبر نقطة بيع من POP هي قدرتها على تقليص بصمة ثنائي الفينيل متعدد الكلور. عن طريق تكديس الرقائق عموديا:
A. Size: وحدة POP (CPU + RAM) تشغل مساحة أقل بنسبة 30-50 ٪ من الموضع جنبًا إلى جنب. على سبيل المثال ، تحل وحدة البوب 15 مم × 15 مم محل رقمين 12 مم × 12 مم (والتي تشغل 288 ملم² مقابل 225 مم مربع).
B.thinner الأجهزة: التراص العمودي يلغي الحاجة إلى آثار واسعة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور بين الرقائق ، مما يتيح تصميمات أرق (على سبيل المثال ، الهواتف الذكية 7 مم مقابل طرز 10 مم مع العبوة التقليدية).
ج.د أكثر من الميزات: يمكن استخدام المساحة المحفوظة للبطاريات الكبيرة أو الكاميرات الأفضل أو أجهزة استشعار إضافية - مفتاح للإلكترونيات الاستهلاكية التنافسية.
2. دفعة الأداء: أسرع وأكثر كفاءة
مسارات الإشارة الأقصر بين أداء الرقائق المكدسة لتحويل الأداء:
A.Faster Data Transfer: إشارات تسافر فقط 1-2 مم (مقابل 10-20 مم في التصميمات جنبًا إلى جنب) ، مما يقلل من التأخير (الكمون) بنسبة 20-40 ٪. هذا يجعل التطبيقات تحميل بشكل أسرع والألعاب تعمل أكثر سلاسة.
استخدام الطاقة: المسارات الأقصر تعني مقاومة كهربائية أقل ، وخفض استهلاك الطاقة بنسبة 15-25 ٪. يمكن أن يستمر الهاتف الذكي مع POP لمدة 1-2 ساعات أطول من شحنة واحدة.
جودة إشارة C.Better: تقلل مسافة أقل من الحديث المتبادل (تداخل الإشارة) والخسارة ، وتحسين موثوقية البيانات-أمرًا واحدًا للذاكرة 5G والذاكرة عالية السرعة (LPDDR5x).
يحدد الجدول أدناه مكاسب الأداء هذه:
| مقياس الأداء | التقليدية جنبًا إلى جنب | تقنية البوب | تحسين |
|---|---|---|---|
| تأخير الإشارة (وحدة المعالجة المركزية → ذاكرة الوصول العشوائي) | 5ns | 2ns | 60 ٪ أسرع |
| استهلاك الطاقة | 100 ميجاوات | 75 ميجاوات | 25 ٪ أقل |
| عرض النطاق الترددي للبيانات | 40 جيجابايت/ق | 60 جيجابايت/ق | 50 ٪ أعلى |
| المقاومة الحرارية | 25 درجة مئوية/ث | 18 درجة مئوية/ث | 28 ٪ أفضل |
3. الشكل والمرونة
يجعل تصميم POP المعياري من السهل التكيف مع الاحتياجات المختلفة:
A.Mix و Match Chips: يمكنك إقران وحدة المعالجة المركزية من مورد واحد (على سبيل المثال ، Mediatek) مع ذاكرة الوصول العشوائي من آخر (على سبيل المثال ، Micron) - لا تحتاج إلى إعادة تصميم الحزمة بأكملها.
ترقيات ب.
C.Simpler إصلاحات: إذا فشلت شريحة الذاكرة ، فستستبدل هذا الجزء فقط - ليس وحدة وحدة المعالجة المركزية بأكملها. هذا يقلل من تكاليف الإصلاح بنسبة 60 ٪ للمصنعين.
4. وفورات التكلفة (على المدى الطويل)
في حين أن POP لديها تكاليف أعلى مقدما (معدات متخصصة ، والاختبار) ، فإنه يوفر المال مع مرور الوقت:
تكاليف PCB A.
B.Fewer تجميع الخطوات: تكديس رقائق اثنين في وحدة واحدة يلغي الحاجة إلى وضعها وحلها بشكل منفصل ، وقطع وقت العمل.
إنتاج C.Scaled: مع نمو تبني البوب (على سبيل المثال ، تستخدم 80 ٪ من الهواتف الذكية الرائدة POP) ، واقتصادات الحد الأدنى للمكونات والمعدات.
تطبيقات البوب: حيث يتم استخدامها اليوم
تقنية البوب موجودة في كل مكان - في الأجهزة التي نستخدمها يوميًا والصناعات التي تقود الابتكار.
1. إلكترونيات المستهلك: أكبر المتبني
تعتمد أجهزة المستهلك على البوب لتحقيق التوازن بين التصغير والأداء:
A.SMARTHOTES: تستخدم النماذج الرئيسية (iPhone 15 Pro ، Samsung Galaxy S24) POP لمنظمة SOC + RAM ، مما يتيح تصميمات رقيقة مع ذاكرة وصول عشوائي من 8 جيجابايت إلى 16 جيجابايت.
B.Wearables: تستخدم الساعات الذكية (Apple Watch Ultra ، Garmin Fenix) وحدات POP صغيرة (5 مم × 5 مم) لتناسب وحدة المعالجة المركزية ، وذاكرة الوصول العشوائي ، وذاكرة الفلاش في علبة 10 مم.
C.Tablets & Appoors: تستخدم أجهزة 2-in-1 (Microsoft Surface Pro) POP لتوفير مساحة للبطاريات الكبيرة ، مما يمتد عمر البطارية على مدار 2-3 ساعات.
لوحات المفاتيح D.Gaming: استخدام Handhelds (Nintendo Switch OLED) استخدم POP لتكديس وحدة المعالجة المركزية NVIDIA TEGRA مخصصة مع ذاكرة الوصول العشوائي ، مما يقدم اللعب السلس في شكل مضغوط.
2. السيارات: تشغيل السيارات المتصلة
تستخدم السيارات الحديثة موسيقى البوب في الأنظمة الحرجة التي تهم المساحة والموثوقية:
A.Adas (أنظمة مساعدة السائق المتقدمة): وحدات البوب ، فإن أنظمة الطاقة ، والكاميرا ، وأنظمة LIDAR - تضع معالجًا مع الذاكرة يقلل من زمن الوصول ، مما يساعد السيارات على الرد بشكل أسرع مع المخاطر.
ب.
مكونات C.EV: تستخدم أنظمة إدارة بطارية المركبات الكهربائية (BMS) POP لتكديس متحكم مع الذاكرة ، ومراقبة صحة البطارية في الوقت الفعلي.
3. الرعاية الصحية: أجهزة طبية صغيرة وموثوقة
تعتمد الأجهزة القابلة للارتداء الطبية والأدوات المحمولة على تصغير البوب:
الشاشات القابلة للاتصال: تستخدم أجهزة مثل Apple Watch Series 9 (مع ECG) POP لتناسب مستشعر معدل ضربات القلب ووحدة المعالجة المركزية والذاكرة في نطاق بسمك 10 مم.
ب. التشخيصات المحفزة: تستخدم عدادات الجلوكوز في الدم المحمولة البوب لمعالجة البيانات بسرعة وتخزين النتائج - أمرًا غريب الأطوار لمرضى السكري.
C. الأجهزة القابلة للزراعة: في حين أن معظم عمليات الزرع تستخدم عبوات أصغر ، فإن بعض الأجهزة الخارجية (على سبيل المثال ، مضخات الأنسولين) تستخدم موسيقى البوب لتحقيق التوازن ووظائفها.
4. الاتصالات: 5G & Beyond
تحتاج شبكات 5G إلى رقائق سريعة ومضغوطة - تقدم POP:
محطات A.Base: تستخدم المحطات الأساسية 5G POP لتكدس معالجات الإشارة بالذاكرة ، والتعامل مع آلاف الاتصالات في وحدة صغيرة في الهواء الطلق.
ب.
يلخص الجدول أدناه تطبيقات صناعة البوب:
| صناعة | حالات الاستخدام الرئيسية | فائدة البوب |
|---|---|---|
| إلكترونيات المستهلك | الهواتف الذكية والأجهزة القابلة للارتداء والألعاب المحمولة | 30-50 ٪ توفير الفضاء ؛ عمر بطارية أطول |
| السيارات | ADAS ، والترفيه ، EV BMS | انخفاض الكمون موثوقية عالية (البقاء على قيد الحياة -40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية) |
| الرعاية الصحية | شاشات يمكن ارتداؤها ، تشخيصات محمولة | البصمة الصغيرة طاقة منخفضة (يمتد وقت تشغيل الجهاز) |
| الاتصالات السلكية واللاسلكية | محطات قاعدة 5G ، أجهزة التوجيه | عرض النطاق الترددي العالي. يتعامل مع أحمال البيانات العالية في حاويات صغيرة |
أحدث التطورات في تكنولوجيا البوب
يتطور البوب بسرعة ، مدفوعة بالطلب على الأجهزة الأصغر والأسرع. فيما يلي التطورات الحديثة الأكثر تأثيراً:
1. 3D POP: تكديس أكثر من طبقتين
يتراكم البوب التقليدي طبقتان (CPU + RAM) ، لكن POP ثلاثي الأبعاد يضيف المزيد - تسليم التكامل الأعلى:
A.TSV المكدسة التي تعمل بالطاقة: من خلال Silicon VIAS (TSVS) تمرين من خلال رقائق لتوصيل ثلاث طبقات أو أكثر (على سبيل المثال ، CPU + RAM + ذاكرة فلاش). وحدات POP ثلاثية الأبعاد من Samsung لطبقات الهواتف الذكية مكدس 3 ، مما يوفر ذاكرة الوصول العشوائي بسعة 12 جيجابايت + 256 جيجابايت في حزمة 15 مم × 15 مم.
ب. هذا يقلل من التكلفة ويحسن المحاذاة-المستخدمة في الأجهزة ذات الحجم الكبير مثل الهواتف الذكية متوسطة المدى.
2
يتم استبدال كرات اللحام بالترابط الهجين (روابط النحاس إلى الخسارة) للأداء العالي الفائق:
A. ما هو يعمل: يتم الضغط على منصات نحاسية صغيرة في الحزم العلوية والسفلية معًا ، مما يخلق اتصالًا مباشرًا ومقاومًا منخفضًا. لا يلزم لحام.
ب. انخفاض الكمون (1ns مقابل 2ns) ؛ نقل الحرارة أفضل. يستخدم في رقائق متقدمة مثل GPU MI300X من AMD (لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي).
3. المتقدمون: الزجاج والمواد العضوية
تعتبر أجهزة الاستثمار السيليكون رائعة للأداء ولكنها مكلفة. مواد جديدة تجعل المتداخلين أكثر سهولة:
A.Glass Interposers: أرخص من السيليكون ، ومقاومة حرارة أفضل ، ومتوافقة مع الألواح الكبيرة. تُستخدم أجهزة الاستدعاء الزجاجية لـ Corning في محطات قاعدة 5G ، مما يتيح 100000 اتصال لكل وحدة.
B. ersposers العضوية: مرنة وخفيفة الوزن ، ومنخفضة التكلفة. تستخدم في أجهزة المستهلكين مثل الساعات الذكية ، حيث تكون احتياجات الأداء أقل من مراكز البيانات.
4. البصريات المعبأة (CPO): دمج الرقائق والبصريات
بالنسبة لمراكز البيانات ، يدمج CPO المكونات البصرية (على سبيل المثال ، الليزر ، الكشف) مع مداخن POP:
A. ما هو يعمل: تتضمن الحزمة العليا الأجزاء البصرية التي ترسل/تلقي البيانات عبر البصريات الألياف ، في حين أن الحزمة السفلية هي وحدة المعالجة المركزية/GPU.
ب. 10x عرض النطاق الترددي (100 جيجابت في الثانية+ لكل قناة). تستخدم في مراكز البيانات السحابية (AWS ، Google Cloud) للتعامل مع أعباء عمل الذكاء الاصطناعي.
5. POP على مستوى اللوحة (PLPOP): الإنتاج الضخم على نطاق واسع
العبوة على مستوى اللوحة تبني مئات وحدات البوب على لوحة كبيرة واحدة (مقابل رقائق فردية):
A.Benefits: يخفض وقت الإنتاج بنسبة 40 ٪ ؛ تخفيض التكلفة لكل وحدة بنسبة 20 ٪. مثالي للأجهزة ذات الحجم العالي مثل الهواتف الذكية.
B.Callenge: يمكن أن تنحني الألواح أثناء المعالجة - المواد الجديدة (على سبيل المثال ، الركائز العضوية المعززة) تحل هذه المشكلة.
التعليمات
1. ما الفرق بين التغليف البوب و 3D IC؟
مكدسات البوب المكتملة (على سبيل المثال ، حزمة وحدة المعالجة المركزية + حزمة ذاكرة الوصول العشوائي) ، في حين أن 3D IC يتراكم رقائق العارية (Die dieped) باستخدام TSVS. يعد POP أكثر وحدات (أسهل لاستبدال الرقائق) ، في حين أن 3D IC أصغر وأسرع (أفضل للأجهزة عالية الأداء مثل وحدات معالجة الرسومات).
2. هل يمكن أن تتعامل مداخن البوب مع درجات حرارة عالية (على سبيل المثال ، في السيارات)؟
نعم-يستخدم POP من الدرجة التلقائية لحام مقاوم للحرارة (على سبيل المثال ، سبيكة القصدير الرصاص) والمواد (تنتهي ENIG) التي تعيش -40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية. يتم اختباره إلى أكثر من 1000 دورة حرارية لضمان الموثوقية.
3. هل البوب فقط للأجهزة الصغيرة؟
لا - في حين أن البوب شائع في الهواتف الذكية/الأجهزة القابلة للارتداء ، فهو يستخدم أيضًا في أنظمة كبيرة مثل المحطات الأساسية 5G وخوادم مركز البيانات. تستخدم هذه وحدات POP أكبر (20 مم × 20 مم+) مع interposers للتعامل مع الطاقة العالية.
4. كم تكلفة تكنولوجيا البوب مقارنة بالتعبئة التقليدية؟
يحتوي POP على تكاليف أعلى من 20 إلى 30 ٪ (المعدات ، والاختبار) ، ولكن التوفير على المدى الطويل (مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الأصغر ، والإصلاحات أقل) تعوض هذا. بالنسبة للإنتاج ذو الحجم الكبير (1M+ الوحدات) ، يصبح POP أرخص من العبوة التقليدية.
5. هل يمكن استخدام البوب مع رقائق الذكاء الاصطناعي؟
بالتأكيد - تستخدم رقائق AAI (على سبيل المثال ، NVIDIA H100 ، AMD MI300) متغيرات POP المتقدمة (مع interposers) لتكديس وحدات معالجة الرسومات مع ذاكرة HBM. هذا يوفر أعباء العمل العالية النطاق الترددي التي تحتاجها.
خاتمة
أعادت باقة على تقنية Package (pop) تعريف كيفية بناء الإلكترونيات الحديثة - التي تحرك "صغير جدًا" إلى "فقط يمين" للأجهزة من الهواتف الذكية إلى المحطات الأساسية 5G. من خلال تكديس الرقائق رأسياً ، يحل POP التحديات المزدوجة للتصغير والأداء: إنه يقطع مساحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور بنسبة 30-50 ٪ ، ويقلل من الكمون بنسبة 60 ٪ ، ويقلل من استخدام الطاقة بنسبة 25 ٪ - كل ذلك مع الحفاظ على التصميمات المعيارية وقابلة للإصلاح.
مع تقدم التكنولوجيا ، فإن البوب يتحسن فقط. يدفع التراص ثلاثي الأبعاد ، والترابط الهجين ، والبادق الزجاجي حدوده ، مما يتيح أجهزة أصغر وأسرع وأكثر كفاءة. بالنسبة للصناعات مثل Automotive (ADAS) والرعاية الصحية (الشاشات القابلة للارتداء) ، فإن POP ليس مجرد ترف - فهذا ضروري لتلبية متطلبات الصارمة في الحجم والموثوقية.
بالنسبة للمصممين والمصنعين ، فإن الرسالة واضحة: POP ليس مجرد اتجاه للتغليف - إنه مستقبل الإلكترونيات. سواء كنت تقوم ببناء هاتف ذكي رفيع أو نظام سيارات وعرة أو وحدة معالجة الرسومات في مركز البيانات ، فإن POP يوفر توفير المساحة والأداء والمرونة اللازمة للبقاء في المنافسة. مع تزايد الطلب على الأجهزة الأصغر والأذكى ، سيبقى POP في طليعة الابتكار - مع رسم الإلكترونيات التي نستخدمها غدًا.
أرسل استفسارك مباشرة إلينا