Samsung Foundry在2022年三星SAFE论坛上介绍其打造全面整体设计解决方案的雄心

随着技术的不断进步，一招鲜吃遍天的方法变得越来越不适应要求。奇思妙想不应陷入追求毫无遗漏的陷阱。不过，企业同样需要能够自由追求自己的远大理想，因此需要拥有可以信赖的晶圆代工合作伙伴，以良好的洞察力和灵活性满足各种可能的需求，支持各种独特的创新。未来，从汽车到移动到物联网、高性能计算（HPC）和人工智能（AI），前沿技术将在各个领域不断突破限制，一站式的晶圆代工业务，是否可行？ 多年来，Samsung Foundry 一直在努力探索这一问题的答案。2022 年 10 月在美国圣何塞举行的三星 SAFE 论坛上，MJ Noh 登台介绍了公司在实现这一目标方面所取得的进展。MJ 主管韩国 Samsung Foundry 总部的晶圆代工设计服务团队。他介绍了三星的先进设计平台如何利用 2.5D 和 3D 解决方案等技术，为客户提供一站式的服务，满足客户未来创新的规模和独特性需求。 一站式的整体设计解决方案 在前几届论坛中，三星重点介绍了公司设计平台的不同分支，包括在汽车、移动、物联网和 AI 领域的广泛强大实力，包括通过AEC-Q100和ASIL车规认证。高性能计算应用的发展尤其迅速，晶圆代工行业也在探索通过动态模块化的小芯片架构来满足该行业的需求。在这些领域，三星在选择要使用的平台时始终关注客户的优先需求：通过优化生产周期缩短产品上市周期，以及提供有竞争力的功耗、性能和面积（PPA）优势，例如通过设计工艺协同优化（DTCO）和系统工艺协同优化（STCO）。最后，晶圆代工企业需要能够通过一站式的先进设计服务提供所需的各种能力，无需专门的第三方服务。当然，做到这一点绝非易事。 MJ指出：“传统的芯片设计方法存在高成本和集成因素等方面的限制。随着芯片的工艺升级，晶体管数量持续增加，不断突破可用的掩膜尺寸限制，同时又更加需要集成具有不同功能的芯片。这导致设计和制造上都面临严重的成本问题。” MJ解释说，为了满足越来越复杂的应用需求，晶体管的尺寸需要不断缩小，得益于在2.5D和3D小芯片解决方案上的持续进步，三星在此领域一直地处前沿。

2.5D和3D的当下与未来 2.5D解决方案具有高成本效益和多用途的优势，可满足广泛的客户需求。三星矢志以优异的质量为客户提供服务。 MJ介绍说：“对于电源的整体式解决方案，我们提供多基板金属-绝缘体-金属（MIM）电容和集成堆叠封装（ISC）。 IP 解决方案方面，我们的高带宽芯片到芯片（D2D）IP已经通过芯片验证，同时我们的HBM3解决方案已经通过高达8Gbps的运行评估。” 不过 MJ 指出，真正令人振奋的是全3D解决方案。 MJ介绍道：“方法是将一个大裸片拆分为多个小裸片，从而提高良率。通过重复利用裸片和IP，不仅可以降低总体设计成本，同时由于互连更短，意味着性能更快、延迟更低。显然，3D堆叠方式可以实现比并排放置小芯片更小的封装尺寸。” 在介绍了一系列的主要3D设计挑战，包括硅通孔（TSV）成本以及在3D垂直堆叠中出现的热密度上升的问题之后，MJ介绍了三星是如何解决这些问题的。 MJ解释说：“为了减少对TSV设计的影响，我们提供了多种TSV组合。对于3D电源完整性解决方案，我们提供多种TSV方案和经改善并可感知PPA的PDN。此外为了缓解负热冲击，我们开发了一种散热测器（Thermal Explorer），它可以在热感知平面图的帮助下提供热图。”

三星的3D IC旅程 最后，MJ介绍了Samsung Foundry的总体3D IC旅程。通过参与各个设计环节，三星可直接响应客户的需求，并在设计解决方案时与客户保持一致。 MJ指出：“我们已经开发出了SAINT-S和SRAM堆叠芯片，目前正在开发逻辑堆叠芯片SAINT-L。很快我们将开始开发处理DRAM堆叠的SAINT-D解决方案。” 在大裸片领域，三星已经实现超过800平方毫米的大芯片尺寸，此外公司的小芯片设计可将八颗HBM3芯片集成在一个大的中介层裸片上，MJ解释说。在汽车安全和防盗领域，多种ADAS芯片也已经开始量产。 MJ总结道：“我们的平台可帮助客户将构想变为现实，并维持与构想的高度一致性。我要强调的一点是，我们的客户以及全部设计解决方案合作伙伴，都可完全使用这些平台，从而缩短上市周期，获得理想的性能和有竞争力的成本。” 在感谢客户和合作伙伴的同时，MJ坚信Samsung Foundry设计环境多功能和综合性的特点拥有美好的未来。随着更多创新的实现，它培养改变未来生命之技术的旅程，远未结束。