На конференции IEEE ECTC 2025 бельгийская исследовательская организация Imec представила одну из самых значимых технологических разработок в области гетерогенной интеграции — платформу на базе 300-мм RF silicon interposer. Эта система предназначена для объединения множества чиплетов с различными функциональными возможностями и различными техпроцессами в единую компактную микросистему с рекордно низкими потерями сигнала на частотах до 325 ГГц.
Платформа демонстрирует выдающиеся технические характеристики, позволяющие интегрировать решения на основе как кремниевых (CMOS), так и III/V материалов (InP, GaAs, SiGe) в едином корпусе. Это достижение имеет потенциал изменить подход к разработке и производству высокочастотных, масштабируемых и энергоэффективных систем, необходимых для 6G, радиолокации нового поколения, оптических коммуникаций и систем искусственного интеллекта.
Ключевые особенности технологии Imec
Платформа RF silicon interposer построена с применением ряда передовых технологий:
● 300-мм кремниевый интерпозер: используется как основа, обеспечивающая надежную механическую и электрическую поддержку.
● Медные межсоединения высокой плотности: реализованы с использованием damascene-процесса в BEOL (Back-End-of-Line), обеспечивая минимальное сопротивление и высокую пропускную способность.
● Полимерный RF-слой с низкими потерями: используется для прокладки радиочастотных линий, работающих в диапазоне до 325 ГГц с потерями всего 0,73 дБ/мм.
● Интеграция пассивных компонентов: катушки индуктивности, конденсаторы и другие элементы внедряются непосредственно в интерпозер, что минимизирует площадь и снижает электромагнитные помехи.
● Флип-чип соединения с шагом 40 мкм (в перспективе 20 мкм): позволяют надежно крепить чиплеты различных типов.
Такой подход позволяет создавать системы, в которых цифровые, аналоговые и радиочастотные компоненты работают на единой подложке, обеспечивая высочайшую производительность, сниженные габариты и минимальные потери сигнала даже на экстремально высоких частотах.
Потенциальные применения: от радаров до суперкомпьютеров
Имплементация данной платформы Imec открывает целый спектр новых возможностей в различных отраслях:
● 6G и суб-ТГц беспроводная связь: создание базовых станций, антенн и модемов, способных работать в диапазонах 100–325 ГГц.
● Оптические трансиверы и квантовые сети: объединение оптоэлектронных компонентов в малогабаритных платформах.
● Автономные автомобили: высокоточные радиолокационные датчики и модули связи V2X (vehicle-to-everything).
● Суперкомпьютеры и ИИ-акселераторы: распределённые многочиповые модули с минимальной задержкой и высокой пропускной способностью.
● Носимая электроника нового поколения: интеграция многофункциональных сенсоров и передающих модулей.
С учётом стремительно развивающегося спроса на сверхбыстрые, энергоэффективные и компактные вычислительные устройства, платформа Imec может стать основой для технологических продуктов, которые сформируют будущее цифровой экономики.
Научное и промышленное значение
Технология RF interposer от Imec не просто демонстрирует передовые характеристики — она становится важнейшим элементом будущей экосистемы чиплетов и гетерогенных интеграций. В ближайшие годы, по оценкам аналитиков, архитектура систем-на-интерпозере заменит традиционные монолитные чипы в большинстве высокопроизводительных приложений.
Учитывая растущие ограничения масштабирования по закону Мура, ключевым направлением развития стала гетерогенная интеграция: возможность собирать «модульные» чипы из оптимизированных блоков, каждый из которых изготавливается по наиболее подходящему техпроцессу.
Imec как одна из ведущих мировых исследовательских организаций предоставляет не только технологическую платформу, но и инструменты для её тестирования и внедрения. В частности, уже в 2025 году компания планирует открыть доступ к новой RF-интерпозерной платформе для индустриальных партнёров через свою пилотную линию NanoIC — часть европейской инициативы EU Chips Act.
Будущее развитие
Imec продолжает совершенствовать платформу и планирует внедрение следующих функций:
● Through-Silicon Vias (TSV): вертикальные соединения для трёхмерной интеграции.
● Металл-изолятор-металл (MIM) конденсаторы: улучшение распределения питания и развязки сигнала.
● Слои перераспределения на обратной стороне (RDL backside): увеличение гибкости соединения с другими компонентами, включая PCB или стековые модули.
● Оптические и квантовые интерфейсы: интеграция фотонных и квантовых чиплетов на одном субстрате.
Такие шаги позволят адаптировать платформу для ещё более сложных приложений, включая квантовые вычисления, биомедицинские системы и аэрокосмические технологии.
Иллюстрации и визуальные материалы
Для наглядного сопровождения темы можно использовать следующие изображения:
1. Снимки интерпозера с установленными чиплетами
2. Микроскопические фотографии межсоединений
3. Графики потерь сигнала и полос пропускания
4. Модель архитектуры чиплета на интерпозере
Imec вновь подтвердила свой статус пионера в области микроэлектроники, продемонстрировав высокоинтегрированную RF-платформу, задающую новый стандарт в гетерогенной интеграции. Технология открывает путь к революции в области миниатюризации, производительности и энергоэффективности будущих вычислительных и коммуникационных систем.
Платформа 300-мм RF silicon interposer от Imec — это не просто шаг вперёд в инженерной мысли, это фундамент для построения новой архитектуры микросхем, где границы между цифровым, аналоговым и радиочастотным исчезают.