Page 11 - 異質整合當道 材料接合應力強度備受矚目

潛能無限 光‒電異質整合技術蓄勢待發
Judith Cheng，EE Times Taiwan
對於摩爾定律(Moore’s Law)何時 ──或者是否──走向終結的爭論 還未休止，這個在過去半個多世紀 推動半導體技術演進的重要力量， 確實已經步伐趨緩。儘管前途艱險， 工程師們仍在殫精竭慮盡力延長摩 爾定律的壽命，讓CMOS製程能繼 續往3奈米、1奈米，甚至再往下的 埃米(Å)節點微縮;在此同時，「超 越摩爾定律」(More than Moore)的 創新研發也在如火如荼進行，異質 整合(Heterogeneous Integration) 技術在其中扮演要角。
指標上有所提升，使得相關技術備 受業界矚目，也陸續有一些實際產 品問世。
高 度「 異 質 」技 術 的 結 合: 光學+電子
根據由IEEE、SEMI、ASME等 數個國際級學會組織訂定的異質 整合技術藍圖(Heterogeneous IntegrationRoadmap，HIR)，其基 本定義是把利用不同製程個別製造 的組件，整合於單一高階封裝── 即3D架構的先進系統級封裝(SiP) 技術──以提供強化的功能性，同 時改善運作特性;那些零組件意指 任何一種整合於單封裝中的單元， 包括主/被動元件或者是子系統， 所改善的運作特性也應有最廣泛的 解釋，涵蓋系統級性能以及整體擁 有成本。
目前用於連結光纖電纜以及 網路基礎設施的主流可插拔式光 學引擎模組，內部除了雷射、光電 二極體、調變器等光學元件，還包 括重定時器(retimer)等轉換元件;
近幾年來市場對異質整合的討 論多集中於以3D架構堆疊晶片的先 進封裝技術本身，以及異質整合設 計的驗證、測試方法;異質整合的 內容則以處理器、控制器等邏輯晶 片與記憶體、被動元件、RF元件為 主，雖製程各異，它們仍同屬於「電 子」的範疇。而隨著5G、AI以及結合 擴增實境(AR)/虛擬實境(VR)與精密 感測的「元宇宙」(metaverse)等不 斷崛起的新應用，對提升資料傳輸 速度與頻寬的殷切需求，最具挑戰 性、也擁有無窮潛力的光-電異質 整合解決方案，越來越受到關注。
「電」與「光」雖然時常相伴 出現，卻是兩種物理特性完全不同 的能量;分屬兩個不同領域的電子 學與光學，雖然在現今的系統中有 不少交集，但要讓兩種技術相互合 作，必須透過一些方法進行訊號轉 換，讓光學與電子元件能彼此溝通、 各自發揮最大效益。光纖通訊應用 就是光學與電子技術合作的最成 功案例之一。
SPOTLIGHT
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技術專家們的共識是，異質整 合解決方案能讓電子元件在提升 功能密度的同時，也能在關鍵的功 耗、性能、佔位面積與成本(PPAC)
高速光纖通訊光學收發器技術演進藍圖。
(來源:Yole Intelligence) 2022年8月 | www.eettaiwan.com