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    全球数据需求与日俱增。不管是 Ring之类的安保摄像头，还是Amazon或Google 智能音箱，或者流媒体设备和服务(如Roku和 ApplePlus)，随着我们身边的智能设备数量增加，它们所传输的数据也呈指数成长。据估计，100亿台物联网(IoT)设备(见下图)每月传输的数据量达到 30 艾字节(30*10”字节)。其中 70% 的数据今天以流媒体视频的形式出现。此类视频内容数据预计将在 2022年增加 80%。与此同时，数据传输速率将在这十年的中期左右加速到每秒1太字节以上。

    如此海量的数据传输对承载大部分信息的超大规模数据中心形成巨大的压力。当客户想得到这些服务时，数据中心需要快速响应，以确保信息及时、无延迟地返回到客户手中。这意味着数据中心的网络设备需要以更快速度处理大量数据。虚拟化和软件定义网络(SDN)在超大规模数据中心内部引发多层交换。数据在发回到消费者前可能经过数据中心的 TOR 脊叶交换机。在较老旧的数据中心内，TOR连接在一起的南 北流量十分常见。相比之下，超大规模数据中心会采用 SDN 和虚拟化方式提供更多东西向流量。数据在许多服务器之间分配，因此需要使用脊叶交换机。一、集成封装解决方案为了增强高性能交换机的性能，不同构件有越来越靠近彼此的趋势。传统上，所有这些构件可被集成在系统级芯片(SoC)上，但此方法存在两个问题。其一是，此类SoC 可能变得过大，甚至大于光罩的尺寸。在先进制程节点，如7纳米，这些器件的成本可能过高。另一个问题是，随着晶片尺寸增大，良率会快速下降。这使得原本就非常昂贵的解决方案变得更加昂贵。要解决这些问题并提供第三种替代方式，越来越多工程师开始采用“小芯片”法，在单个封装中集成多件小尺寸晶片。只有需要较小制程节点的逻辑部分会保留在原来节点，而其他模拟或串行/解串器(SerDes)功能，或存储器则在更大的制程节点晶片上设计与实现。在同一封装中，不同晶片紧紧挨着彼此。小芯片法帮助降低整体成本，改善个别良率并提供出色的性能。有些客户还希望将逻辑晶片分为两个部分，这就是所谓的“晶片分割”。这项技术可以进一步提高大尺寸逻辑晶片的良率。

    有许多方法可以实现不同类型半导体技术的封装级集成或异构集成。多芯片模块(MCM)法便是其中之一，它将不同晶片贴装到封装基板。第二种方法采用高密度模块，例如,2.5D 结构，通过使用硅介质层将不同晶片连接在一起。还有一种方法则采用高密度扇出(HDFO)技术，以铜和有机电介质制造介质层。它使高成本介质层品片变得不再必不可少。HDFO 子系统可被置于封装基板上方。Amkor 将此类结构称作S-SWIFT®(基板硅晶圆集成扇出技术)封装。具有这些增加的功能，ASIC 晶片似乎与完整的光罩尺寸接近。有些封装基板目前在和分立 HBM 和 SerDes 芯片集成以后，其尺寸可接近于 75x75 毫米和 85 x85 毫米，高密度模块的尺寸则接近 40x50 毫米。展望未来，部分封装将包含硅光子，每边可达到100 毫米。若数据速率高于 50 Gbps，可使用四级脉冲振幅调制(PAM4)来降低尼奎斯特频率并减少通道损耗。根据 SEMI 的“异构集成路线图”(2019 年版)，为避免出现与 PAM 相关的信噪比(SNR)降低、功率和串扰上升问题，“可使不同器件彼此更加靠近，从而缩短互连距离的高度集成系统是长期的解决方案”。二、先进的多层封装SWIFT 封装是 Amkor在 2013年开发的一项高密度扇出(HDFO)技术。此设计可以在日益变小和紧凑的结构内通过 RDL技术将多件品片组装在一起。这是一种晶片后上制程，因此晶片只会在扇出层完全制造出来以后被贴装到适当位置，而且会通过全面的 AOI 技术确定可用来贴装品片的合适位置。这样做有助于提高良率。凭借更小巧的结构，SWIFT设计能够以更低成本提供更出色的性能。它已经被广泛运用于移动应用，而且还适用于网络和高性能计算(HPC)应用。采用此种先进封装设计的主要驱动因素包括:减小外观规格增强信号完整性出色的阻抗匹配优化功率分布

S-SWIFT 封装可以支持 30到 80 微米凸块节距(典型)，第 1-4 RLD 层的线宽/线距为2/2微米。有些客户考虑使用SWIFT技术来集成 ASIC和小芯片(SerDes、HBM 及其他)。凭借其出色的电属性和灵活性，SWIFT 技术还是晶片分割模块的理想选择。

当今的网络交换机是 14 纳米或7纳米制程节点的单片 SoC，而且通常支持每秒 12.8 太字节(Tbps)容量。着眼于未来，不少公司都想迁移到更小的制程节点并支持 25.6 Tbps 容量。这种架构是异构集成的用武之地。随着芯片尺寸变大，促使将ASIC逻辑功能和 I/0分离开来的动机也变得更强。为了提高系统内存带宽，越来越多HBM 也开始在相同封装内和 ASIC 集成。SWIFT封装可被用于集成ASIC、SerDes和HBM。Amkor 相信，在不久的将来，硅光子也将成为此解决方案的一部分。

从短期来看，客户想要使用现有的工具对高性能计算解决方案的成本进行优化。5 纳米和3 纳米节点品圆的高成本要求将大尺寸 ASIC 晶片分为两个部分，而在有些案例中，HDFO或 RDL模块还将包含 HBM。有别于其他逻辑部分，SerDesI/0 驱动器不需要较小尺寸几何结构制程，因此将采用小芯片格式。整个解决方案将以倒装芯片球栅阵列(FCBGA)封装的形式实现，所选用的材料具有低消耗因数(Df)和低介电常数(Dk)属性，可进行高速信号传递。硅光子技术正在快速进入交换机市场。硅光子构件在数据处理时可接受光信号，并将其转换成电信号或将电信号转换为光信号。部分挑战在于，此解决方案没有通用的架构。不同客户对不同技术的集成方式有偏好。大规模生产时的异构集成和光学校准及组装依然是行业要跨越的最大障碍之一。

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