Heute ist die Herstellung einer Chiplet-Schnittstelle von Chip zu Chip vor allem für Anwendungen, die in Großserie produziert werden, wirtschaftlich. Die kundenspezifische Umsetzung für Produktgruppen mit kleineren und mittleren Stückzahlen ist hiervon weitgehend ausgenommen. Für sie sind Chiplets immer noch Zukunftsmusik. Die Vorteile der Technologie, wie die größeren Freiheitsgrade bei der Auswahl der geeigneten Fertigungstechnologien für Schaltkreise, sind weitestgehend noch ungenutzt.

Um das zu ändern, arbeitet das Fraunhofer IIS/EAS an der Umsetzung von individualisierbaren Lösungen auf Chiplet-Basis. Um sie sicher und effizient gestalten zu können, bedarf es allerdings zukünftig einheitlicher Standards zum Beispiel für die Die-to-Die-Kontaktierung. Nur so können auch für kleine Produktionsmengen Schaltkreise verschiedener Hersteller erfolgreich integriert und Probleme bei der Chipmontage vermieden werden.

»Wir freuen uns über die Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IIS/EAS bei der Umsetzung ihres Schnittstellen-IP-Projektes in unserer 5-nm-Prozesstechnologie«, sagt Kevin Yee, Sr. Director of Marketing, Foundry IP and Ecosystem von Samsung Electronics. »Als führender IP-Partner in unserem SAFE™-Ökosystem und als Anbieter von BoW-basierten Schnittstellen-IPs, die auch für Samsung Foundry von Interesse sind, planen wir, zusammenzuarbeiten und Wege zu finden, um unsere gemeinsamen Kunden und die Industrie zu unterstützen.«

Hierfür hat das Fraunhofer-Designteam im aktuellen Projekt den sogenannten BoW-Standard des OCP innerhalb der Open Domain-Specific Architecture (ODSA) genutzt. »Wir haben bereits seit vielen Jahren Erfahrung mit Chiplet-Designs und freuen uns sehr, dass wir nun ein standardbasiertes Interface-IP auf der Samsung-Prozesstechnologie implementiert haben«, ergänzt Andy Heinig, Chiplet-Experte am Fraunhofer IIS/EAS. »Dabei haben wir im Projekt sogar die höchste vom BoW-Standard geforderte Datenrate von 16Gbit/s pro Lane erreichen können. Dies ist für uns eine sehr gute Basis für die Umsetzung von zukunftsweisenden Lösungen für unsere Kunden und für eine weiterhin fruchtbare Kooperation mit Samsung.«

Hintergrund: Chiplets

Chip-Packaging-Lösungen auf der Basis von Chiplets ermöglichen die Einbindung verschiedener Funktionseinheiten auch in unterschiedlichen Technologien auf einem Substrat oder in einem 3D-Aufbau. Damit können Elektronik-Entwickler die jeweils passfähigsten Fertigungstechnologien nutzen, um zum Beispiel Funktionalitäten, die Schaltkreise in neuesten Halbleitertechnologien benötigen, auf einige wenige Schaltkreise zu konzentrieren anstatt sie für den kompletten Chipaufbau nutzen zu müssen.