NanoIC apre l'accesso ai primi PDK per connessioni di bonding ibrido Fine-Pitch-RDL e D2W

Il 02 marzo 2026, la NanoIC-Prototype Line, un'iniziativa europea coordinata da imec per accelerare le innovazioni nel settore delle tecnologie dei chip oltre i 2 nm, ha pubblicato due PDK (Process Design Kits) avanzati e unici per le tecnologie di interconnessione: un PDK per i Fine-Pitch-Redistribution-Layers (RDL) e un PDK per il bonding ibrido tra chip e wafer (D2W). Questi PDK con accesso anticipato rendono accessibili le capacità di packaging avanzate a università, startup e innovatori industriali e rappresentano un passo importante verso una connettività chip-to-chip ad alta densità ed efficiente dal punto di vista energetico.

Poiché l'industria dei semiconduttori sviluppa architetture di sistemi sempre più complesse e eterogenee, le soluzioni di packaging avanzate sono diventate un fattore chiave per sostenere questo progresso. Invece di semplicemente incapsulare singoli chip, le tecnologie di packaging odierne combinano più dies (chiplet) in sistemi strettamente integrati, dove le prestazioni, l'efficienza energetica e la larghezza di banda dipendono da quanto efficacemente queste componenti possono interagire tra loro. La possibilità di collegare chiplet ad alta densità costituisce la base per la prossima generazione di computer ad alte prestazioni, acceleratori di intelligenza artificiale e applicazioni ad alta intensità di dati.

Per consentire a università, startup, PMI e aziende industriali di tradurre questi concetti in progetti pratici, NanoIC pubblica oggi la prima versione dei suoi Process Design Kits (PDK) per il processo di bonding ibrido Fine-Pitch-Redistribution-Layer (RDL) e Die-to-Wafer (D2W). Questi PDK, basati sulla linea pilota di NanoIC, offrono ai progettisti un accesso precoce alle regole di progettazione e ai blocchi di costruzione validati, necessari per esplorare integrazioni chip-to-chip ad alta densità.

Fine-Pitch-RDL-PDK: routing ad alta densità su substrati polimerici

Il Fine-Pitch-Redistribution-Layer (RDL) PDK offre una nuova possibilità di realizzare connessioni chip-to-chip ad alta densità con substrati polimerici. Finora, questi substrati non potevano supportare linee estremamente sottili, limitando il loro utilizzo in packaging avanzati. La tecnologia sviluppata nel progetto NanoIC da imec supera questa barriera, consentendo distanze tra le connessioni estremamente ridotte in un RDL polimerico e offrendo funzioni che vanno oltre quanto disponibile nelle attuali linee di produzione. Con larghezze e distanze di linea fino a 1,3 micrometri e distanze tra microbump di soli 20 micrometri, il RDL PDK permette ai progettisti di accedere a connessioni che migliorano la velocità di comunicazione fino al 40% e riducono il consumo energetico per bit fino al 15%, su un'interfaccia Die-to-Die avanzata UCIe. Di conseguenza, il Fine-Pitch-RDL rappresenta un'opzione di integrazione attraente per una vasta gamma di nuove applicazioni, dall'automotive ai computer ad alte prestazioni, fino alle architetture GPU di prossima generazione.

D2W-Hybridbonding-PDK: connessioni 3D estremamente dense tra dies

Il D2W-Hybridbonding integra una seconda potente tecnologia di integrazione, consentendo connessioni dirette estremamente compatte tra chip utilizzando la terza dimensione. Invece dei tradizionali contatti in rame, il bonding ibrido forma connessioni dirette ossido-ossido tra il chip CMOS e l'interfaccia del package. Ciò elimina gli effetti parasitari associati ai contatti in rame e permette percorsi di comunicazione a bassa perdita ed energeticamente efficienti.

Grazie alla sua capacità di creare connessioni chip-to-chip ad alta densità e larghezza di banda, il D2W-Hybridbonding PDK è particolarmente adatto per applicazioni di intelligenza artificiale, piattaforme di computing avanzate e architetture GPU potenti.

Un passo importante verso capacità di Tape-Out complete

Con questa pubblicazione, imec è la prima azienda al mondo a offrire PDK facilmente accessibili per connessioni a questi livelli di integrazione e dimensioni. Questa prima "Versione Esplorativa" include gli strumenti essenziali di cui i progettisti hanno bisogno per iniziare a valutare la tecnologia: creazione sistematica di layout, routing automatizzato e personalizzato, nonché verifiche delle regole di progettazione.

"Questa prima versione rappresenta un PDK rivoluzionario", afferma Nicolas Pantano, responsabile del team di architettura dei demonstrator presso imec. "Offre a ricercatori, startup e aziende gli strumenti necessari per iniziare a progettare, testare idee e fornire feedback. Con il progresso, i PDK si evolveranno da kit di progettazione esplorativi a set di strumenti completi e pronti per la produzione con capacità di Tape-Out, permettendo ai progettisti di realizzare fisicamente un layout creato con questi PDK nella linea pilota e di convalidare i loro concetti non solo in simulazione, ma anche in silicio."

Con l'introduzione di questi due PDK di interconnessione, NanoIC amplia la propria offerta a un totale di cinque Process Design Kits pubblicamente accessibili. Dopo i PDK già pubblicati N2, A14 e eDRAM, l'introduzione dei PDK Fine-Pitch-RDL e D2W Hybridbonding rappresenta il prossimo passo verso un toolkit di progettazione completo per tecnologie oltre i 2 nm, che comprende logica, memoria e ora anche interconnessioni. Per supportare l'applicazione pratica, NanoIC organizzerà il 27 maggio 2026 un workshop speciale sui PDK RDL e D2W. Tutti i dettagli sono disponibili sul sito web di NanoIC.

Questo lavoro è stato in parte reso possibile dalla linea pilota NanoIC. L'acquisto e l'operatività sono finanziati congiuntamente dal Chips Joint Undertaking attraverso i programmi "Digital Europe" (101183266) e "Horizon Europe" (101183277) dell'Unione Europea, nonché dagli Stati partecipanti Belgio (Flandra), Francia, Germania, Finlandia, Irlanda e Romania. Per ulteriori informazioni, visitare nanoic-project.eu.