NanoIC ouvre l'accès aux premiers PDK pour les connexions hybrides Fine-Pitch-RDL et D2W

Le 02 mars 2026, la ligne pilote NanoIC, une initiative européenne coordonnée par imec pour accélérer l'innovation dans le domaine des technologies de puces au-delà de 2 nm, a publié deux PDK (Process Design Kits) avancés et uniques pour les technologies de connexion : un PDK pour les couches de redistribution à fine pas (RDL) et un PDK pour la connexion hybride entre puce et wafer (D2W). Ces PDK, accessibles dès leur lancement, rendent les capacités d'emballage avancées accessibles aux universités, startups et innovateurs industriels, constituant une étape importante vers une connectivité haute densité et économe en énergie entre puces.

Alors que l'industrie des semi-conducteurs développe des architectures système de plus en plus complexes et hétérogènes, les solutions d'emballage avancées sont devenues un facteur clé pour soutenir cette progression. Au lieu d'encapsuler simplement des puces individuelles, les technologies d'emballage modernes combinent plusieurs dies (chiplets) en systèmes étroitement intégrés, où la performance, l'efficacité énergétique et la bande passante dépendent de l'efficacité avec laquelle ces composants peuvent interagir. En permettant la connexion en haute densité des chiplets, l'emballage avancé constitue la base de la prochaine génération d'ordinateurs haute performance, d'accélérateurs d'IA et d'applications à forte intensité de données.

Pour permettre aux universités, startups, PME et entreprises industrielles de transformer ces concepts en conceptions pratiques, NanoIC publie aujourd'hui la première version de ses processus de conception pour les couches de redistribution à fine pas (RDL) et le bonding hybride Die-to-Wafer (D2W). Ces PDK, basés sur la ligne pilote de NanoIC, offrent aux concepteurs un accès anticipé aux règles de conception et aux blocs de construction validés nécessaires à l'exploration d'intégrations chip-to-chip à haute densité.

PDK RDL à fine pas : routage haute densité sur substrats polymères

Le PDK RDL à fine pas offre une nouvelle possibilité de réaliser des connexions chip-to-chip à haute densité avec des substrats polymères. Jusqu'à présent, ces substrats ne pouvaient pas supporter des lignes extrêmement fines, ce qui limitait leur utilisation dans des packages avancés. La technologie développée dans le cadre du projet NanoIC par Imec surmonte cette limite en permettant des espacements exceptionnellement petits entre les connexions dans un RDL polymère, offrant des fonctionnalités supérieures à celles des équipements de fabrication actuels. Avec des largeurs et espacements de lignes allant jusqu'à 1,3 micromètres et des espacements de microbump de seulement 20 micromètres, le PDK RDL donne aux concepteurs accès à des connexions pouvant améliorer la vitesse de communication jusqu'à 40 % et réduire la consommation d'énergie par bit jusqu'à 15 %, sur une interface Die-to-Die avancée UCIe. Le RDL à fine pas devient ainsi une option d'intégration attrayante pour une variété de nouvelles applications, de l'automobile aux supercalculateurs en passant par les architectures GPU de prochaine génération.

PDK Bonding hybride D2W : connexions 3D extrêmement denses entre dies

Le bonding hybride D2W complète une seconde technique d'intégration puissante en permettant des connexions directes extrêmement compactes entre puces en utilisant la troisième dimension. Au lieu des contacts en cuivre traditionnels, le bonding hybride forme des connexions directes oxyde-oxyde entre la puce CMOS et l'interface du boîtier. Cela élimine les effets parasites liés aux contacts en cuivre et permet des voies de communication à faible perte et à haute efficacité énergétique.

Grâce à sa capacité à réaliser des connexions chip-to-chip à haute densité et bande passante, le PDK bonding hybride D2W est particulièrement adapté aux applications d'IA, aux plateformes informatiques avancées et aux architectures GPU performantes.

Une étape majeure vers des capacités complètes de tape-out

Avec cette publication, imec devient la première organisation mondiale à proposer des PDK accessibles pour des connexions à ces niveaux d'intégration et dans ces dimensions. Cette « version exploratoire » comprend les outils essentiels dont les concepteurs ont besoin pour commencer à évaluer la technologie : création systématique de layout, routage automatisé et personnalisé, ainsi que vérification des règles de conception.

« Cette première version est un PDK pionnier », explique Nicolas Pantano, chef de l'équipe des architectes démonstrateurs chez imec. « Elle fournit aux chercheurs, startups et entreprises les outils nécessaires pour commencer à concevoir, tester des idées et donner leur retour. Avec le temps, ces PDK évolueront d'outils de conception exploratoires vers des ensembles d'outils complets, prêts pour la fabrication, avec des capacités de tape-out, permettant aux concepteurs de faire fabriquer physiquement un layout créé avec ces PDK dans la ligne pilote et de valider leurs concepts non seulement par simulation, mais aussi en silicium. »

Avec l’introduction de ces deux PDK d’interconnexion, NanoIC étend son offre à un total de cinq processus de conception accessibles au public. Après les PDK déjà publiés N2, A14 et eDRAM, l’introduction des PDK RDL à fine pas et bonding hybride D2W marque la prochaine étape vers une boîte à outils de conception complète pour les technologies au-delà de 2 nm, englobant la logique, la mémoire et désormais aussi l’interconnexion. Pour soutenir l’application pratique, NanoIC organise le 27 mai 2026 un atelier spécial sur les PDK RDL et D2W. Tous les détails sont disponibles sur le site web de NanoIC.

Ce travail a été partiellement rendu possible grâce à la ligne pilote NanoIC. L’acquisition et l’exploitation sont cofinancées par le Chips Joint Undertaking via les programmes « Digital Europe » (101183266) et « Horizon Europe » (101183277) de l’Union européenne, ainsi que par les États participants Belgique (Flandre), France, Allemagne, Finlande, Irlande et Roumanie. Plus d’informations sur nanoic-project.eu.