Konu Başlıkları Gizle
İşlemcilerdeki transistör türlerinden bahsetmiştim. Nanometre değerleri küçüldükçe transistörlerin de farklı teknolojilere yönelmesi gerekiyordu. Aynı sorun tüm çipin nasıl paketleneceğini ve dışarıyla bağlantı kuracağını da vurdu. Özellikle teknoloji geliştikçe I/O da artmaya başladı. FOWLP bu sorunlara sunulan farklı çözümlerden birisi. Ama geçmeden önce ilk olarak birkaç terimden ve WLP’den bahsetmem gerekiyor.
RDL: I/O noktalarını daha kullanışlı şekilde dışarı taşımak için kullanılan bir katmandır. Bunu çevreyollarına benzetebilirsiniz. Üzerinde en çok duracağımız katmanlardan bir tanesi.
Wafer: Çipin ham levhası denebilir. Transistörler, birimler vs. hep bu silikon katmanda oluşturulur, bu katmanla bölünür.
Die: Wafer’den kesilmiş, üzerinde tam çalışan bir elektronik devre bulunan tekil silikon bloğu. Bunun Türkçesi: Wafer üzerindeki en küçük işlevsel birimdir. Her bir die birleşerek çipin parçalarını oluşturur. Yapbozun parçaları gibi hayal edebilirsiniz.
Bütün bu yapıların bir araya gelmesi ve paketlenmesi gerekiyordu. İşte burada bizi bu paketleme sistemleri karşılıyor. WLP öncesinde geleneksel paketleme teknikleri kullanılmıştı. Fakat onlar da küçülen sistemlere yenik düştüler. Bu konuda ilk yenilikçi çözüm WLP’den geldi.
Uzun lafın kısası FOWLP günümüzde nefes aldıran değerli ve geliştirilmeye çok açık bir paketleme sistemi. Gelecekte neye evrilir beraber göreceğiz. Birçok firma bu sistemi kendi yöntemleriyle geliştiriyor ve optimize ediyor.
Temel terimler
I/O: Input/Output demektir. Adından da anlaşıldığı üzere çipin veri alma ve veri göndermesini sağlayan noktalardır. Teknoloji geliştikçe çipin veri alması ya da göndermesi gerektiği donanım sayısı artıyor. Bu da I/O modüllerinin artmasına neden oluyor.RDL: I/O noktalarını daha kullanışlı şekilde dışarı taşımak için kullanılan bir katmandır. Bunu çevreyollarına benzetebilirsiniz. Üzerinde en çok duracağımız katmanlardan bir tanesi.
Wafer: Çipin ham levhası denebilir. Transistörler, birimler vs. hep bu silikon katmanda oluşturulur, bu katmanla bölünür.
Die: Wafer’den kesilmiş, üzerinde tam çalışan bir elektronik devre bulunan tekil silikon bloğu. Bunun Türkçesi: Wafer üzerindeki en küçük işlevsel birimdir. Her bir die birleşerek çipin parçalarını oluşturur. Yapbozun parçaları gibi hayal edebilirsiniz.
Bütün bu yapıların bir araya gelmesi ve paketlenmesi gerekiyordu. İşte burada bizi bu paketleme sistemleri karşılıyor. WLP öncesinde geleneksel paketleme teknikleri kullanılmıştı. Fakat onlar da küçülen sistemlere yenik düştüler. Bu konuda ilk yenilikçi çözüm WLP’den geldi.
WLP (Wafer-Level Packaging) nedir?
WLP hala kullanılan paketleme yöntemlerinden bir tanesi. 2000’lerin başında popüler oldu ve birçok sorunu azaltarak nefes aldırmıştı. Çip üzerindeki tüm birimlerin wafer üzerinde paketlenme imkanı sundu. Bu da ek paketleme masraflarından kurtaran bir etkendi, sorunların daha kolay tespit ediimesine ve üretim kapasitesine de bir artı sağladı. Geleneksel paketleme yöntemlerinde die’lar wafer’den ayrıldıktan sonra beraber paketlenirdi. Zamanla çoğu devre gibi die’lar da küçülmeye gitti. WLP türü paketlemelerde I/O’lar die sınırlarında yer alırdı. Die’lar küçüldükçe ve I/O sayısı arttıkça I/O’lar sığmamaya başladı. Aynı zamanda sıkışık ve yapısı nedeniyle termal başarımı da zarar görüyordu ve heterojen yapıya erişmesine zarar veriyordu. Çünkü fan-in yaklaşımı nedeniyle çoğu birimin die’ların sınırlarına yerleştirilmesi gerekiyordu. Bu sorunlar da bizi FOWLP’ye getiriyor.FOWLP (Fan-Out Wafer-Level Packaging) nedir?
FOWLP’nin sağladığı en büyük yenilik fan-in yapısı yerine fan-out yapısı gelmesi. FOWLP’de, die’lar önce wafer’dan kesilir. Üzerine uygulanan RDL katmanı, I/O’ları fan-out alanına taşır. Bunun tercümesi: Die’ların çevresinde bir alan oluşturularak artık I/O’ların die alanlarının dışına yerleştirilebilmesidir. Çipin çevresinde bir nevi “otopark” vardır. Bu sayede gittikçe artan I/O sayısına bir rahat alan açıldı. Die’ların çevresine alan eklenmesi ise termal başarım, verimlilik gibi birçok etkeni geliştirecek birimlerin çip içine eklenebilmesini sağladı. Zincirleme olarak bu durum da çiplerin daha heterojen yani daha dolu olmasını da sağladı. Bugün SiP ve PoP gibi ek paketlemeler sayesinde die ile birçok pasif birimi birbirine bağlamak veya üst üste bindirmek mümkün. RDL’ler de optimize edildi ve daha kritik bir role sahip oldu. Daha verimli ve daha az sinyal kaybı yaşayan bir hale geldi. Ayrıca FOWLP esnek bir sistemdir. Chip-First ve Chip-Last şeklinde seçenekler sunar. Kullanıma göre önce die’ları yerleştirmek (Chip-First) veya önce RDL katmanlarını yerleştirmek (Chip-Last) mümkündür.
FOWLP tabanlı paketleme yöntemleri ve kullanımları
Bugün hala WLP basit donanımlarda kullanılan bir paketleme yöntemi. Araba çipleri, telefon yongaları ve modemler gibi daha gelişmiş ürünlerde ise FOWLP, FOWLP tabanlı veya benzeri sistemler hakim. Qualcomm'un modemleri, birçok Samsung Exynos yonga örnek verilebilir. Alt dallarına gelecek olursak; Apple’ın A serisi yongalarında adını duyduğumuz InFO da FOWLP kökenlidir, TSMC’nin optimize ettiği ve geliştirdiği bir sistemdir. Yine TSMC’nin kullandığı FOPLP (Fan-Out Panel-Level Packaging) adlı panel tabanlı versiyonu da bu sistemde çalışır. FOPLP daha büyük paneller kullanılarak maliyeti düşüren ve daha büyük alan sunan bir sistemdir. eWLB de FOWLP tabanlı bir sistem olup STMicroelectronics gibi firmaların kullandığı bir sistemdir. Bu şekilde çok fazla örnek sistem bulmak mümkün.Uzun lafın kısası FOWLP günümüzde nefes aldıran değerli ve geliştirilmeye çok açık bir paketleme sistemi. Gelecekte neye evrilir beraber göreceğiz. Birçok firma bu sistemi kendi yöntemleriyle geliştiriyor ve optimize ediyor.
