5/14 チップレット・光電融合時代を支える 半導体パッケージ基板の設計と実装技術

公立千歳科学技術大学　大学院理工学研究科　准教授　博士（工学）​　大島 大輔　氏
[専門] : 半導体実装設計

　ここ数年、半導体業界ではAIなどの演算処理能力向上のニーズに応えるため、光電融合技術やチップレット技術の研究開発が盛んになっている。従来の半導体デバイスは、微細化による高集積化により性能向上が図られていた。しかし、性能向上のニーズは微細化の限界を超えたため、デバイスを複数（チップレット）に分割して半導体パッケージ基板上で電気または光で接続する形態へと変化した。このようなチップレット・光電融合時代においては、半導体パッケージ基板の配線設計技術の重要性が急速に増している。さらに、半導体パッケージ基板の配線密度は半導体デバイス並みになることが要求されるため、単に配線設計技術が難化するだけでなく、微細配線形成技術と微細接続技術の開発が不可欠である。そこで本セミナーでは、チップレット・光電融合時代の半導体パッケージ基板を設計技術の立場から解説する。

１．最先端半導体とチップレット
　1.1 微細化と高集積化
　1.2 マルチチップモジュールとチップレット
　1.3 チップレットの必要性
　1.4 光電融合の必要性
　1.5 大量少品種と少量多品種
　1.6 DFMとMFD
 
２．チップレット・光電融合向け半導体パッケージ基板
　2.1 2.xD集積技術
　2.2 3D集積技術
　2.3 光電融合技術
　2.4 高速伝送設計とシミュレーション技術
 
３．高密度配線を実現する実装技術
　3.1 設計ルールとファンアウト配線
　3.2 Re-distribution Layer (RDL)技術
　3.3 微細接合技術
　3.4 光チップレット技術
 
４．半導体パッケージ基板の信号品質
　4.1 抵抗、インダクタ、キャパシタとインピーダンス
　4.2 信号の入射と反射
　4.3 信号線路と光導波路
　4.4 信号線路の特性インピーダンス
　4.5 信号線路と光導波路の伝送モード
　4.6 絶縁体材料のDk, Dfと高周波特性への影響
　4.7 配線の微細化と特性インピーダンス
　4.8 シングルエンド伝送と差動伝送
　4.9 Sパラメータの概念と見方
　4.10 クロストークと抑制技術
　4.11 アイパターンの概念と見方
　4.12 多値変調技術による高速信号伝送
　4.13 チップレット向け高速信号伝送の業界標準UCIe(Universal Chiplet Interconnect Express)
 
５．半導体パッケージ基板の電源品質
　5.1 Power Delivery Network(PDN)インピーダンスの概念とシミュレーションによる等価回路抽出
　5.2 PDNインピーダンス低減対策
　5.3 配線層数、配線層の厚みとPDNインピーダンスの関係
　5.4 Back Side Power Delivery Network(BSPDN)の概念

□質疑応答□

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