치플렛 및 3D 패키징의 물리적 한계(열 밀도 및 크로스톡) 극복을 위한 실무적 설계 기법은 무엇인가요?

Question

전공정에서의 미세화 공정이 물리적 한계에 다다르면서 체플렛 구조와 3D 패키징이 차세대 대안으로 확고히 자리잡고 있는 것 같은데 이 과정에서 발생하는 구조적 문제점들에 대해 현업 전문가분들의 깊이 있는 식견이 궁급합니다. 또한 칩 간 거리가 극도로 짧아지고 데이터 전송량이 폭증하면서 발생하는 신호 간섭과 전력 무결성이 저하 문제가 심각할 것으로 예상되는데 이를 해결하기 위해 어떤 방법을 취하고 있는지도 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 조일현 전문가입니다.

기능별로 칩을 분활하거나 여러 칩조작 간에 데이터를 효율적으로 연결하는하는 다이투다이 d2d를 사용하여

지연시간을 줄이고 대역폭을 높이는 방법이 있습니다.

또한 발열을 잡기 위해서 냉각 시스템을 적용하기도 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 서종현 전문가입니다.

칩렛 및 3D 패키징의 물리적 한계 극복을 위해 현업에서는 다음 설계 기법을 활용합니다.

첫째, 열 밀도 문제는 고효율 열 방출 설계, 예컨대 미세 방열핀, 열 인터페이스 재료(TIM) 최적화, 액체 냉각 기술 도입 등으로 해결합니다.

둘째, 크로스톡(신호간섭)문제는 신호 라인 분리 최적화, 전자파 차폐, 차폐층 배치, 고속 신호용 특수 라인 구조 설계 등으로 완화합니다.

셋째, 전력 무결성 저하는 전력 분배 네트워크 강화, 다중 전원 레일 설계, 저압 강하 최소화, 배터리 전원 시뮬레이션 및 EMI/EMC 최적화가 주요 대응법입니다.

또한, 신호 간섭과 데이터 전송량 증가는 고속 직렬 인터페이스와 채널 이퀄라이저, DDR 메모리 인터페이스 개선, 고주파 신호 처리를 위한 전용 트랜시버 설계 등으로 보완하며, AI 기반 신호 분석을 통해 최적화하는 시도도 활발합니다.

요약하면, 칩렛과 3D 패키징의 구조적 한계를 극복하려면 열 관리, 신호 간섭 저감, 전력 무결성 유지 모든 측면에서 미세 설계와 첨단 공법이 필수적입니다.