Add 多芯片模块 (MCM):推动高密度集成的未来
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介绍
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随着对更强大、更紧凑、更节能的电子系统的需求不断上升,传统的单芯片解决方案往往已不再适用。 这导致越来越多地采用多芯片模块 (MCM) 先进的封装技术,将多个集成电路 (IC) 和无源元件集成到一个紧凑的封装中。
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MCM 用于从航空航天和电信到消费电子产品和数据中心的一系列应用,可实现更高的性能、更小的外形尺寸和更高的电气效率,使其成为下一代电子产品中必不可少的。
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什么是多芯片模块 (MCM)?
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多芯片模块 (MCM) 是一种电子组件,其中多个 集成电路(裸片) 封装在单个外壳或基板中。 这些芯片可能提供不同的功能,例如处理器、内存和模拟组件,并作为单个系统协同工作。
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MCM 可以被视为 片上系统 (SoC) 和传统基于电路板的系统之间的中间地带,提供比 PCB 级设计更好的集成,同时避免了单片 SoC 的极端设计复杂性。
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关键组件和结构
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MCM 通常包括:
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• 安装在单个基板上的多个裸片
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• 互连( 通过引线键合、倒装芯片或硅通孔)
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• 无源元件 (电容器、电阻器等)
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• 散热元件 (导热垫或散热器)
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• 封装以防止环境因素的影响
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MCM 的类型
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一. MCM-L (Laminate-based)
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使用类似 PCB 的基板; 成本效益高,适用于消费电子产品。
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二. MCM-C (陶瓷基)
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采用陶瓷基板,非常适合航空航天和军事等高可靠性环境。
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三. MCM-D(基于沉积)
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在基板上直接实现薄膜沉积互连; 为高速和射频应用提供出色的性能。
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多芯片模块的优势
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✅ 尺寸和重量减轻
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通过将多个晶片集成到单个封装中,MCM 大大减小了系统尺寸,是便携式和嵌入式应用的理想选择。
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✅ 改进的性能
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芯片之间的互连时间更短,寄生电容和电感更低,从而提高了速度和信号完整性。
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✅ 更低的功耗
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由于缩短了信号传输距离和优化了功率分配,因此功率效率更高。
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✅ 定制和灵活性
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MCM 可以组合使用不同技术(例如数字、模拟、RF)制造的芯片,从而提供更大的设计自由度。
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✅ 更高的可靠性
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集成封装最大限度地减少了焊点和连接器,提高了可靠性和对环境压力的抵抗力。
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多芯片模块的应用
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• 航空航天与国防:雷达系统、制导控制和通信模块
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• 电信:高速收发器、基站模块和光纤网络
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• 消费电子产品:智能手机、平板电脑和可穿戴设备
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• 医疗设备:植入式电子设备和紧凑型诊断工具
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• 数据中心:高性能计算 (HPC)、服务器处理器和内存模块
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• 汽车:高级驾驶辅助系统 (ADAS)、信息娱乐和动力总成控制
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市场展望
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全球多芯片模块市场预计将显着增长,预计 2024 年至 2032 年的复合年增长率为 6.8%。 2023 年市场规模约为 156 亿美元,预计到 2032 年将达到 275 亿美元。
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增长动力:
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• 消费电子和物联网的小型化趋势
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• 对高性能计算的需求不断增长
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• 5G 和支持 AI 的系统的增长
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• 电动汽车和自动驾驶汽车中的半导体含量增加
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挑战
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尽管具有优势,但 MCM 仍面临一些显著的挑战:
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• 热管理:将多个高功率芯片紧密封装需要先进的冷却技术。
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• 测试和良率:一个芯片的故障可能会损害整个模块,这使得测试和分箱变得至关重要。
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• 复杂的设计和组装:异构芯片的集成和互连涉及高制造精度和成本。
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• 标准化:缺乏通用设计和测试标准会使大规模部署复杂化。
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MCM 市场的主要参与者
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• 英特尔公司
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• Advanced Micro Devices (AMD)
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• TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)
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• 博通公司
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• 高通技术公司
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• NVIDIA 公司
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• Teledyne Technologies
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• 京瓷公司
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这些公司正在积极投资于小芯片架构、异构集成和先进封装,以引领 MCM 创新的下一阶段。
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结论
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多芯片模块 (MCM) 是满足现代电子系统需求的强大解决方案。 通过将多种功能组合到一个紧凑的高性能封装中,MCM 弥合了集成度和灵活性之间的差距。 随着各行各业朝着更小、更快、更节能的设备发展,MCM 将成为半导体和电子领域越来越重要的一部分。
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阅读更多: https://www.marketresearchfuture.com/reports/multi-chip-module-market-7380
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