Fraunhofer IZM se zapojuje do pilotní linie APECS na podporu technologií chipletů

Žádné chiplety bez heterogenní integrace: Vysoce výkonné balení od waferu po systém je klíčem k realizaci hardwaru v rámci pilotní linky APECS. © Fraunhofer IZM / Žádné chiplety bez heterogenní integrace: Vysoce výkonné balení waferů a systémů je zásadní pro vytvoření hardwaru pilotní linky APECS. © Fraunhofer IZM

Fraunhoferův institut pro spolehlivost a mikrointegraci IZM oznamuje svůj aktivní podíl na pilotní linii APECS, která byla založena v rámci EU Chips Act. Tato iniciativa si klade za cíl posunout vývoj a integraci technologií chipletů, aby posílila konkurenceschopnost evropského polovodičového průmyslu.

V rámci pilotní linie APECS bude Fraunhofer IZM hrát klíčovou roli při hardwarové integraci systémů chipletů. S dostupností jednotlivých komponent chipletů obsluhuje institut celý procesní řetězec pro realizaci plně funkčního systému. Výzkumníci tak vyvíjejí moderní technologie interposerů na 300 mm, vysoce husté substráty, pokročilé montážní techniky a zajišťují potřebné procesy pro další heterointegraci vysoce integrovaných systémů. Fraunhofer IZM se s těmito inovacemi zaměřuje na klíčové oblasti a představuje se jako hlavní kontaktní bod pro systémovou heterointegraci v Evropě.

Vývoj vysoce přesných integračních technologií

Technologie chipletů vyžadují vysoce přesnou montáž na husté interposery a desky plošných spojů. Fraunhofer IZM bude podporovat inovativní řešení pro implementaci těchto technologií. Například pomocí silikonových interposerů bude možné zmenšit kontaktní rastr z dnešních 15 mikrometrů na méně než 1 mikrometr. Na deskách plošných spojů se díky takzvaným „pokročilým PCB“ pohybujeme v rozmezí mikrometrů.

Pro spojení mezi chiplety jsou potřeba výkonné technologie propojení a speciální materiály, které zajistí signálovou integritu. Výzkumníci zkoumají různé integrační přístupy (2D, 2,5D, 3D), přičemž klíčové je řízení tepelného managementu, aby se předešlo hotspotům. Dále Fraunhofer IZM poskytuje komplexní testovací prostředí pro ověření funkčnosti jednotlivých chipletů po jejich integraci.

Prototypování substrátů

Výroba substrátů s nejjemnějšími strukturami až do 1 mikrometru pro realizaci prototypů pro průmyslové a akademické partnery je klíčová pro vývoj a validaci technologií pro umělou inteligenci a vysokovýkonné výpočty.

Kromě dalšího vývoje technologií na organických substrátech se do popředí výzkumu dostávají i nové materiály, například sklo.

Vývoj modulárních architektur chipletů

Integrací několika specializovaných chipletů na jednom substrátu Fraunhofer IZM podporuje modularitu a nákladovou efektivitu systémů a zároveň zajišťuje opětovné použití stávajících návrhů chipletů. Tato modularita je umožněna díky toolboxu různých integračních metod, který Fraunhofer IZM poskytuje a který je dále rozvíjen v rámci APECS.

O pilotní linii APECS

Pilotní linka „Pokročilé balení a heterogenní integrace pro elektronické komponenty a systémy“ (zkráceně APECS) je klíčovou součástí EU Chips Act, jejímž cílem je podporovat inovace v oblasti chipletů a zvyšovat výzkumné a výrobní kapacity pro polovodiče v Evropě. Instituty spolupracující v rámci výzkumné továrny Mikroelektronika Německo (FMD) úzce spolupracují s dalšími evropskými partnery na rozvoji pilotní linie APECS a tím významně přispívají ke zvýšení technologické odolnosti Evropy a tím i k posílení globální konkurenceschopnosti v polovodičovém průmyslu. Jak velké průmyslové podniky, tak malé a střední podniky a start-upy budou mít díky pilotní linii přístup k nejmodernějším technologiím a budou moci zajistit bezpečné a odolné řetězce hodnot v oblasti polovodičů.

APECS je spolufinancována prostřednictvím Chips Joint Undertaking a národních grantů Belgie, Německa, Finska, Francie, Řecka, Rakouska, Portugalska a Španělska v rámci iniciativy „Chips for Europe“. Celkové financování pilotní linie APECS činí 730 milionů eur na období 4,5 roku.