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晶背供電技術(shù)   

先對(duì)比下傳統(tǒng)正面供電和晶背供電芯片的結(jié)構(gòu)差異。顧名思義，正面供電就是將電源通過(guò)正面頂層金屬將電源輸入通過(guò)金屬過(guò)孔傳遞到晶體管；晶背供電是將電源通過(guò)背面金屬直接傳遞到晶體管或通過(guò)M1金屬層傳遞到晶體管。

背面電源分配網(wǎng)絡(luò)（Backside Power Delivery Network）是一種很巧妙的方法，它將信號(hào)層和電源層分開，更大程度地縮小晶體管的尺寸。下面是一個(gè)關(guān)于背面電源分配網(wǎng)絡(luò)（BS-PDN）如何縮小結(jié)構(gòu)尺寸的例子。

背面供電是一項(xiàng)巨大的變革。我們會(huì)把電源線移到襯底下方，這樣就能在頂部騰出更多布線空間。要知道，現(xiàn)代芯片中有數(shù)十億個(gè)相互連接的晶體管，芯片上有很多層信號(hào)互連線路。與此同時(shí)，芯片頂部還有一個(gè)電源網(wǎng)格，這是一個(gè)由電源線和地線組成的網(wǎng)絡(luò)，它能在半導(dǎo)體芯片上分配電力，為晶體管供電。目前，所有的互連線路和電力傳輸都來(lái)自頂部的不同金屬層。現(xiàn)在設(shè)想一下，當(dāng)我們把所有電源都移到背面時(shí)，布線的復(fù)雜程度將會(huì)大大降低，我們就能更密集地布局和布線晶體管，改善擁塞狀況。

晶背供電技術(shù)的封裝設(shè)計(jì)    從美國(guó)專利：US9331062可知，整個(gè)芯片安裝在一個(gè)基板上，正面的第一套互連層通過(guò)鍵合焊盤（Wire Bond Pads） 連接到封裝基板，背面的第二套互連層則通過(guò)焊球陣列（Solder Bumps） 連接到中介層然后再連接到基板上。

如上圖所示

1、中介層（Interposer）-302包含兩類關(guān)鍵結(jié)構(gòu)：

1）硅通孔（TSV）結(jié)構(gòu)-310

    垂直貫穿中介層內(nèi)部的硅核心層，提供機(jī)械支撐

    材料：銅/鎢/鋁等導(dǎo)體

    尺寸：直徑1~10μm，長(zhǎng)度10~100μm（與中介層厚度匹配）

    功能：一端連微凸塊（Microbump-306），另一端連C4焊球-314，用于向芯片-10供電；一端連接鍵合線-308，另一端連接C4焊球-314，用于傳輸用戶數(shù)據(jù)與控制信號(hào)

2）互連布線路徑-312

    由多層金屬走線和導(dǎo)電通孔構(gòu)成

    相比TSV：電阻更高，但布線更靈活（支持水平/垂直多向布線）

    功能：連接鍵合線-308與焊球-314，傳輸用戶信號(hào)；連接微凸塊-306與焊球-314，傳輸電源信號(hào)。

2、芯片10簡(jiǎn)要圖示描述說(shuō)明（圖片來(lái)源于IMEC）

關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)對(duì)照表