現場可編程閘陣列(FPGA)將擴大導入覆晶(Flip Chip)封裝,迎接系統設計微型化浪潮。因應微型伺服器和微型基地台(Small Cell)等新型態小型、低成本設備開發需求,FPGA開發商正致力改良晶片電路布局、電晶體設計,並引進新一代毋須IC底板貼合、打線(Wire Bonding)等製程的覆晶封裝方案,以大幅微縮元件占位空間和生產成本。
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萊迪思台灣區總經理李泰成認為,FPGA必須做的更小、更低功耗,並將低成本,才能符合市場設計潮流。
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萊迪思(Lattice)台灣區總經理李泰成表示,電信商為拓展行動寬頻網路覆蓋率,正大舉投入發展各式商用或家用微型基地台,因而帶動系統零組件微型化、低價化的設計趨勢。其中,FPGA做為主處理器與周邊傳輸介面等子系統串連的輔助晶片,更須加緊導入小型封裝、低成本及低功耗電路設計,進而縮減系統占位空間,同時利用軟體可編程的特色,協助工程師快速增加功能,並減輕開發負擔。
除通訊產品外,包括伺服器、監控和寬頻聯網設備也全速朝向微型設計邁進,從而提升系統安裝彈性,並降低用戶購置和營運成本。李泰成強調,隨著微型設計逐漸躍居市場主流,萊迪思也加緊腳步開發小尺寸、低成本FPGA,並在日前推出最新一代採用40奈米、覆晶封裝製程的FPGA--ECP5,相較於業界同級產品,可減少40%成本及30%功耗,同時能在大幅縮減體積的前提下提高邏輯功能密度。
有別於傳統封裝方式,覆晶封裝不須將晶片置放於基板上,再用打線技術連接晶片與基板,而是在晶片連接點上設置凸塊(Bump),然後將晶片翻轉過來,讓凸塊與基板直接連結,所以能降低封裝成本和尺寸。李泰成也透露,雖然覆晶封裝已問世多年,但良率一直到最近2?3年才有顯著突破,因此該公司也選擇在此時擴大導入該技術,打造更小尺寸且低成本的FPGA。
事實上,除萊迪思以外,Altera和賽靈思(Xilinx)也紛紛在其FPGA產品線中,增加採用覆晶封裝的解決方案陣容,以迎合設備朝低成本、微型化設計快速演進的趨勢。
李泰成進一步指出,對FGPA業者而言,改搭覆晶封裝方案,必須從早期的晶圓設計、電晶體架構和電路布局時就有所因應,因此該公司也投注大量工程資源研發出電晶體微小化專利技術,並特別鎖定25k~85k LUT等級的產品,避免因一味追求高處理性能而犧牲更多的電路布線空間,從而全面滿足微型基地台、微型伺服器等新產品的設計需求。