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一图看懂华为重磅突破:1.4纳米芯片的空间折叠技术

2026-05-26 10:49
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微软雅黑, 'Microsoft YaHei';">最近最火的技术莫过于,华为重磅突破:1.4纳米芯片的空间折叠技术,本文借用华为何庭波发表题为“半导体新路径探索与实践”的主旨演讲中的图片科普下这项技术。这张图的主题是“芯片互连技术(Interconnection of Chips)”。它系统地展示了随着半导体技术的发展,芯片之间的封装与连接方式是如何演进的。

整张图的核心线索是中间那根红色的箭头——触点间距(Pitch)的不断缩小。间距越小,单位面积内能容纳的连接线就越多,这意味着芯片间的数据传输带宽更大、延迟更低、功耗更小。

以下是对图中各个模块的详细解读:

1. 左侧:真实的芯片物理截面 (Chip Cross-section)

这一部分通过显微剖面图,向我们展示了芯片内部及封装互连的几种关键物理结构,自上而下包括:FEOL & BEOL:

FEOL(前道工序)是底层的晶体管等器件;BEOL(后道工序)是芯片内部的金属布线层。

ubump(微凸块):用于高密度、短距离的芯片间连接。

TSV(硅通孔):贯穿整个硅片的垂直通道,是实现 3D 芯片堆叠(让芯片像盖楼一样垂直相连)的关键技术。C4 凸块:相对较大的传统倒装焊料球,通常用于将芯片连接到封装基板上。

2. 右侧:互连技术的演进路线(按间距划分)

图表的右半部分将互连技术及其对应的应用场景,按照 Pitch(间距)的缩小分为了三个主要阶段:

第一阶段:传统封装时代(Pitch:1000-100um)

技术 (PCB & MCM):多芯片模块(MCM)。芯片(Die)通过 C4 凸块连接到基板(Substrate),基板再通过 BGA 锡球连接到主板(PCB)上。

特点:连接间距较大,属于传统的 2D 封装,通信带宽和密度受限。

第二阶段:2.5D 高级封装时代(Pitch:50-25um)

技术 (Fan-out 扇出型封装):引入了中介层(Interposer)或硅桥接器(Bridge)。多个裸片通过更密集的$mu$bump连接到中介层上,实现高密度的数据交换。

对应应用 (下排图示):

Chiplet(小芯片):将原本巨大的一块单片逻辑芯片拆分成多个小模块,通过这种技术拼接在一起,提高良率并降低成本。这个我们之前有文章《中国智能汽车芯片的新希望 - Chiplet》介绍。

HBM3/HBM3E(高带宽内存):将多层 DRAM 存储芯片(Die 0 到 Die N)通过TSV技术垂直打通并堆叠在逻辑控制芯片上,极大提升了内存带宽。

第三阶段:3D 异构集成时代(Pitch:10um 甚至更小)

技术 (Hybrid Bonding 混合键合):这是目前最前沿的互连技术。它彻底抛弃了凸块(bump),直接将两块芯片表面的铜焊盘在分子层面对齐并压合在一起(如右上角 HB 放大图所示)。

对应应用 (下排图示):

Cache Stacking(缓存堆叠):能够将大容量的 SRAM 缓存直接“贴”在逻辑芯片(CPU/GPU)的正上方。

Chip Group(复杂芯片组):结合 2.5D 和 3D 技术,将逻辑核心、接口、缓存、内存完全异构集成在一起,形成超级芯片。

总结:

这张图完整勾勒了芯片行业为了延续摩尔定律所采取的“接力赛”:当单颗芯片在 2D 平面上缩小晶体管越来越困难时,业界正在通过缩小互连间距和向 3D 垂直空间堆叠的方式,来持续提升芯片的整体性能,这也就是华为重磅突破:1.4纳米芯片采用的空间折叠技术。

主要信息来源:2026 IEEE国际电路与系统研讨会 (ISCAS 2026)华为何庭波发表题为“半导体新路径探索与实践”的主旨演讲

*未经准许严禁转载和摘录-获取本文参考资料方式:

       原文标题 : 一图看懂华为重磅突破:1.4纳米芯片的空间折叠技术

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