More Than Moore：箔收缩电路上的Lux半导体系统

为了实现“超越摩尔”，Lux Semiconductors为一种新的半导体工艺获得了种子资金，该工艺通过将裸片直接连接到薄互连箔上来更好地集成硅片及其主板。这项被称为“箔上系统”（SoF）的技术与传统的印刷电路板（PCB）方法相比具有许多优势，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。

 

Lux Semiconductors的SoF技术允许裸片芯片直接连接到金属衬底，提供高速互连和更密集的集成。图片由Lux Semiconductors提供

 

电子行业巨头戈登·摩尔于上周五不幸去世。他著名的摩尔定律虽然多年来一直保持不变，但现在已经失去了动力。随着晶体管尺寸达到下限，开发人员正在寻找新技术来维持物联网（IoT）、智能可穿戴设备和增强/虚拟现实（AR/VR）的发展势头。

Lux半导体公司不再专注于晶体管以继续半导体增长，而是专注于封装以有效地使电路小型化。本文介绍了Lux的SoF技术，以了解它是如何工作的，以及为什么它准备为大规模集成提供一个强大的新视角。

 

走近董事会

在传统的PCB方法中，芯片级设计被封装并结合到电路板上，以提供所需端子之间的电连接。设计者可以针对他们的特定系统采取几种不同的方法，但两种常见的方法是片上系统（SoC）和封装中系统（SiP）。

SoC和SiP方法都要求裸片硅在与板的其余部分对接之前，先绑定到其自己的封装上。这种方法虽然足以用于低密度、低频率和低功耗设计，但对于需要更好性能的系统来说，往往会出现故障。这就是为什么Grace Hopper超级芯片等尖端设备除了强调纯硅性能外，还倾向于强调互连。

 

与传统PCB方法相比，SoF技术允许以更小的形状因数进行芯片级集成，并具有改进的性能。图片由Lux Semiconductors提供

 

为了解决封装要求，Lux半导体完全不需要专用封装。通过将裸片硅直接放置在金属衬底上，可以以更小的总体尺寸形成高速互连，使芯片级集成更简单、更可靠。

 

箔上系统的新前沿

虽然SoF技术的最终好处可能会在所有工程领域都能感受到，但Lux Semiconductors已经将重点放在了其第一代SoF器件的一些目标应用上。其中一个应用是智能织物和可穿戴设备，其中设备的灵活性至关重要。除了SoF的电气优势外，该工艺还生产出灵活的设备，使设计师在将SoF集成到自己的项目中时有更多的自由度。

 

相对中子通量与高度的关系突出了卫星的辐射问题，并有助于说明对更小、更坚固的设备的需求。图片由美国国家航空航天局提供

 

SoF技术的另一个目标应用是低地球轨道（LEO）卫星。随着对卫星的需求增长，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。再加上对重辐射屏蔽的需求，这可能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，但它确实为电子器件的小型化提供了一种新技术。因此，SoF是下一代低轨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。

 

超越摩尔定律的未来

当太阳根据摩尔定律落山时，设计师们可能会想，一旦我们达到尽可能小的晶体管，会发生什么。虽然缩小晶体管可能不再可能，但正如Lux Semiconductors的箔上系统技术所强调的那样，仍然有可能发现现状中的弱点并开发解决方案。

一种从硅工艺中汲取经验的PCB制造技术将使PCB密度更大，这对所有工程师都是有益的。Lux Semiconductors的技术表明，即使开发者被困在相同的晶体管密度下，也有可能在摩尔定律之外进行创新。