美国正在研究一种新的半导体工艺，超越摩尔定律

来源:半导体行业观察发布时间:2023-03-29735浏览

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为了实现“超越摩尔定律”，美国Lux Semiconductors 已获得种子资金，用于一种新的半导体工艺，该工艺通过将裸芯片直接连接到薄互连箔来更好地集成硅芯片及其主机板。这种被称为SOF(System-on-Foil) 的技术与传统印刷电路板 (PCB) 方法相比具有众多优势，为 Lux 赢得了美国空军、美国太空军、洛克希德风险投资公司和许多其他公司的支持。

据报道，该轮融资由 Ultratech Capital Partners 领投，AIN Ventures、Hemisphere Ventures 和 Lockheed Martin Ventures 跟投。新资金将加速 System-on-Foil 的商业化，以实现“超越摩尔定律”。

在过去的 50 年里，遵循摩尔定律，通过晶体管的不断小型化实现了半导体创新。但摩尔时代的终结已近在眼前，业界已形成一条新的前进道路——晶体管小型化将让位于系统小型化。现在，最先进的芯片将被分成更小的“小芯片”，并在先进的芯片封装内重新连接。

而在传统的 PCB 方法中，芯片级设计被封装并粘合到电路板上，以提供所需端子之间的电气连接。设计人员可以针对他们的特定系统采用多种不同的方法，但两种常见的方法是片上系统 (SoC) 和系统级封装 (SiP)。

SoC 和 SiP 方法都要求裸芯片绑定到自己的封装，然后才能与电路板的其余部分连接。这种方法虽然适用于低密度、低频率和低功耗设计，但对于需要更好性能的系统来说往往会失效。这就是为什么诸如Grace Hopper 超级芯片之类的尖端设备除了纯硅性能之外，往往还强调互连。

为了补救封装要求，Lux Semiconductors 完全消除了对专用封装的需求。通过将裸片硅直接放置在金属基板上，可以在更小的整体尺寸下形成高速互连，使芯片级集成更简单、更可靠。Lux 的 System-on-Foil 平台提供了一系列引人注目的独特功能：

1、大小。新设计允许许多小芯片或小芯片通过高密度、高速互连紧密连接，以减小封装尺寸。

2、表现。与现有材料相比，System-on-Foil 提供改进的高频性能和卓越的热管理。

3、供应链。如今 97% 的芯片封装在美国境外生产，而 Lux 在国内生产其产品，这对供应链安全和美国经济增长至关重要。

Lux Semiconductors 首席执行官 Shane McMahon 表示：“要夺回美国在半导体制造领域的领先地位，我们不仅必须关注芯片生产的回流，还必须关注将开启系统级创新新时代的先进封装技术。” “增加更多的制造能力对国家安全很重要，但要真正重新获得半导体优势，我们必须专注于构建和扩展未来的技术。Lux 很荣幸地欢迎我们的新投资者，他们正在帮助公司完成这一使命。”

虽然 SoF 技术的最终好处可能会在所有工程领域中体现出来，但 Lux Semiconductors 已经将其第一代 SoF 设备的目标应用集中在了一些目标上。这些应用之一是智能创带和可穿戴设备，其中设备的灵活性至关重要。除了 SoF 的电气优势外，该工艺还可以生产柔性器件，让设计人员在将 SoF 集成到自己的项目中时有更多的自由度。

SoF 技术的另一个目标应用是低地球轨道 (LEO) 卫星。随着对卫星需求的增长，对完全自主的需求也在增长。然而，完全自主需要一定程度的集成，虽然可以实现，但会极大地增加卫星电子设备的尺寸。再加上需要大量的辐射屏蔽，这会很快使自主航天器的发射成本高得令人望而却步。

虽然 SoF 技术本身并不能提供任何出色的抗辐射能力，但它确实提供了一种使电子产品小型化的新技术。因此，SoF 是下一代 LEO 卫星的一个有吸引力的候选者，因为它可以缩小有效载荷的大小和发射卫星的成本。

随着摩尔定律日暮西山，设计人员可能想知道一旦我们达到尽可能小的晶体管会发生什么。虽然可能不再可能缩小晶体管，但仍然可以肯定地发现现状中的弱点并开发解决方案，正如 Lux Semiconductors 的 System-on-Foil 技术所强调的那样。

一种从硅工艺中汲取灵感的 PCB 制造技术将允许更密集的 PCB——这对所有工程师都是有益的。Lux Semiconductors 的技术表明了超越摩尔定律的创新可能性，即使开发人员坚持使用相同的晶体管密度。

资料显示，Lux Semiconductors 是一家微电子初创公司，通过先进的系统级封装提供超越摩尔定律的产品。为了满足高带宽、低延迟和小尺寸的新兴需求，该公司开发了一种新的芯片封装平台 System-on-Foil，专为基于小芯片的异构集成、系统级封装和多芯片设计。芯片模块。Lux 已获得超过 600 万美元的非稀释性资金，包括来自美国空军、美国太空军、美国能源部和国家科学基金会的资金，并得到美国顶级加速器之一 Techstars 以及领先的双重基金的支持。

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