NanoIC opent toegang tot de eerste PDK's voor Fine-Pitch-RDL- en D2W-hybride bonding-verbindingen

Op 02 maart 2026 heeft de NanoIC-prototypelijn, een door imec gecoördineerde Europese initiatief om innovaties op het gebied van chiptechnologieën voorbij 2 nm te versnellen, twee unieke geavanceerde PDKs (Process Design Kits) voor verbindingsstechnologieën gepubliceerd: een PDK voor Fine-Pitch-Redistribution-Layers (RDL) en een PDK voor de hybride verbinding tussen chip en wafer (D2W). Deze PDKs met vroege toegang maken geavanceerde packaging-vaardigheden toegankelijk voor universiteiten, start-ups en industrie-innovatiewerkers en vormen een belangrijke stap op weg naar een hoogdichtheid, energie-efficiënte chip-naar-chip connectiviteit.

Naarmate de halfgeleiderindustrie steeds complexere en heterogene systeemarchitecturen ontwikkelt, zijn geavanceerde packaging-oplossingen een belangrijke factor geworden om deze vooruitgang te ondersteunen. In plaats van individuele chips slechts te verpakken, brengen de huidige verpakkingsmethoden meerdere dies (chiplets) samen tot nauw geïntegreerde systemen, waarbij prestaties, energie-efficiëntie en bandbreedte afhangen van hoe effectief deze componenten met elkaar kunnen interageren. Door de mogelijkheid om chiplets in hoge dichtheid te verbinden, vormt geavanceerd packaging de basis voor de volgende generatie high-performance computers, AI-versnellers en datarijke toepassingen.

Om universiteiten, start-ups, KMO’s en industriële bedrijven in staat te stellen deze concepten in praktische ontwerpen om te zetten, publiceert NanoIC vandaag de eerste versie van zijn Fine-Pitch-Redistribution-Layer (RDL) en Die-to-Wafer (D2W) Hybrid-Bonding-Proces-Design-Kits (PDKs). Deze PDKs, gebaseerd op de NanoIC-prototypelijn, bieden ontwerpers vroege toegang tot ontwerpregels en gevalideerde bouwstenen die nodig zijn voor het onderzoeken van hoogdichte chip-naar-chip integraties.

Fine-Pitch-RDL-PDK: hoogdicht routen op polymeer gebaseerde substraten

De Fine-Pitch-Redistribution-Layer (RDL)-PDK biedt een nieuwe mogelijkheid om hoogdichte chip-naar-chip verbindingen te realiseren met polymeer gebaseerde substraten. Tot nu toe konden deze substraten geen extreem fijne geleiders ondersteunen, wat hun gebruik in geavanceerde pakketten beperkte. De technologie ontwikkeld binnen het NanoIC-project door imec overwint deze beperking door uitzonderlijk kleine afstanden tussen de verbindingen in een polymeer-gebaseerde RDL mogelijk te maken en daarmee functies te bieden die verder gaan dan wat huidige fabricagefaciliteiten kunnen leveren. Met geleiderbreedtes en -afstanden tot 1,3 micrometer en microbump-afstanden van slechts 20 micrometer biedt het RDL PDK ontwerpers toegang tot verbindingen die de communicatiesnelheid met wel 40% kunnen verbeteren en het energieverbruik per bit met tot 15% kunnen verminderen, op een UCIe-Advanced-Die-to-Die interface. Hierdoor wordt Fine-Pitch-RDL een aantrekkelijke integratieoptie voor een breed scala aan nieuwe toepassingen, van de automobielindustrie via high-performance computers tot next-gen GPU-architecturen.

D2W-Hybridbonding-PDK: extreem dichte 3D-verbindingen tussen dies

Het D2W-Hybridbonding vult een tweede krachtige integratietechniek aan door extreem compacte, directe verbindingen tussen chips mogelijk te maken met behulp van de derde dimensie. In plaats van de gebruikelijke koperen contacten, vormt het Hybridbonding directe oxid-oxid verbindingen tussen de CMOS-chip en de behuisschnittstelle. Hierdoor worden de parasitaire effecten die gepaard gaan met koperen contacten geëlimineerd en worden verliesarme, energie-efficiënte communicatiepaden mogelijk gemaakt.

Met zijn vermogen om extreem dichte chip-naar-chip verbindingen met hoge bandbreedte te realiseren, is het D2W-Hybridbonding-PDK bijzonder geschikt voor AI-toepassingen, geavanceerde computing-platforms en krachtige GPU-architecturen.

Een belangrijke stap richting volledige Tape-Out-mogelijkheden

Met deze publicatie is imec het eerste bedrijf ter wereld dat gemakkelijk toegankelijke PDKs aanbiedt voor verbindingen op deze integratieniveaus en in deze dimensies. Deze eerste “Exploratory Version” bevat de essentiële tools die ontwerpers nodig hebben om te beginnen met het evalueren van de technologie: systematische lay-outcreatie, geautomatiseerd en aangepast routen, en controle van ontwerpregels.

“Deze eerste versie is een baanbrekend PDK,” aldus Nicolas Pantano, leider van het demonstrator-architectenteam bij imec. “Het biedt onderzoekers, start-ups en bedrijven de benodigde tools om te beginnen met het ontwerpen en testen van ideeën en feedback te geven. Naarmate het rijpt, zullen de PDKs evolueren van exploratieve ontwerpkits naar volledige, productieklare gereedschapssets met Tape-Out-mogelijkheden, zodat ontwerpers een layout die met deze PDKs is gemaakt, fysiek kunnen laten fabriceren in de prototypelijn en hun concepten niet alleen in simulatie, maar ook in silicium kunnen valideren.”

Met de introductie van deze twee interconnect-PDKs breidt NanoIC zijn aanbod uit tot in totaal vijf openbaar toegankelijke procesdesignkits. Na de reeds gepubliceerde PDKs N2, A14 en eDRAM markeert de introductie van de Fine-Pitch-RDL- en D2W-Hybridbonding-PDKs de volgende stap op weg naar een volledig ontwerp- en fabricagegereedschap voor technologieën voorbij 2 nm, dat logica-, geheugen- en nu ook interconnect-technologieën omvat. Om de praktische toepassing te ondersteunen, organiseert NanoIC op 27 mei 2026 een speciale workshop over de RDL- en D2W-PDKs. Alle verdere details zijn te vinden op de NanoIC-website.

Dit werk werd mede mogelijk gemaakt door de NanoIC-prototypelijn. De aanschaf en het gebruik worden gezamenlijk gefinancierd door de Chips Joint Undertaking via de programma’s ‘Digital Europe’ (101183266) en ‘Horizon Europe’ (101183277) van de Europese Unie, evenals door de deelnemende landen België (Vlaanderen), Frankrijk, Duitsland, Finland, Ierland en Roemenië. Meer informatie op nanoic-project.eu.