အော့ပတိုအီလက်ထရွန်းနစ်ပေါင်းစပ်နည်းလမ်း

အော့ပတိုအီလက်ထရွန်းနစ်ပေါင်းစည်းမှုနည်းလမ်း

ပေါင်းစည်းမှုဖိုတနစ်နှင့် အီလက်ထရွန်းနစ်ပညာသည် သတင်းအချက်အလက် စီမံဆောင်ရွက်သည့်စနစ်များ၏ စွမ်းရည်များကို မြှင့်တင်ရာတွင် အဓိကခြေလှမ်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး ဒေတာလွှဲပြောင်းမှုနှုန်း ပိုမိုမြန်ဆန်လာခြင်း၊ ပါဝါသုံးစွဲမှု နည်းပါးလာခြင်းနှင့် ပိုမိုကျစ်လျစ်သော စက်ပစ္စည်းဒီဇိုင်းများကို ဖော်ဆောင်နိုင်ခြင်းနှင့် စနစ်ဒီဇိုင်းအတွက် ကြီးမားသော အခွင့်အလမ်းအသစ်များကို ဖွင့်လှစ်ပေးခြင်းတို့ ဖြစ်သည်။ ပေါင်းစပ်နည်းလမ်းများကို ယေဘုယျအားဖြင့် အမျိုးအစားနှစ်ခုခွဲခြားထားသည်- monolithic integration နှင့် multi-chip integration။

တစ်တုံးတည်းပေါင်းစပ်မှု
Monolithic ပေါင်းစပ်မှုတွင် တူညီသော substrate ပေါ်တွင် photonic နှင့် electronic components များကို ထုတ်လုပ်ခြင်းပါဝင်ပြီး များသောအားဖြင့် သဟဇာတဖြစ်သော ပစ္စည်းများနှင့် လုပ်ငန်းစဉ်များကို အသုံးပြုပါသည်။ ဤချဉ်းကပ်မှုသည် တစ်ခုတည်းသော chip အတွင်းရှိ အလင်းနှင့် လျှပ်စစ်ဓာတ်အကြား ချောမွေ့သော interface တစ်ခုကို ဖန်တီးရန် အာရုံစိုက်သည်။
အားသာချက်များ:
၁။ အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုဆုံးရှုံးမှုများကို လျှော့ချပါ- ဖိုတွန်များနှင့် အီလက်ထရွန်းနစ် အစိတ်အပိုင်းများကို နီးကပ်စွာထားရှိခြင်းသည် ချစ်ပ်ပြင်ပ ချိတ်ဆက်မှုများနှင့် ဆက်စပ်သော အချက်ပြဆုံးရှုံးမှုများကို လျော့နည်းစေသည်။
၂။ စွမ်းဆောင်ရည် ပိုမိုကောင်းမွန်လာခြင်း- ပိုမိုတင်းကျပ်သော ပေါင်းစပ်မှုသည် အချက်ပြလမ်းကြောင်းများ ပိုတိုတောင်းခြင်းနှင့် နှောင့်နှေးမှု လျော့နည်းခြင်းကြောင့် ပိုမိုမြန်ဆန်သော ဒေတာလွှဲပြောင်းမှုအမြန်နှုန်းကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။
၃။ အရွယ်အစားသေးငယ်ခြင်း- တစ်ထပ်တည်းပေါင်းစပ်မှုသည် အလွန်ကျစ်လစ်သော စက်ပစ္စည်းများကို ခွင့်ပြုပေးပြီး ဒေတာစင်တာများ သို့မဟုတ် လက်ကိုင်စက်ပစ္စည်းများကဲ့သို့သော နေရာအကန့်အသတ်ရှိသော အပလီကေးရှင်းများအတွက် အထူးအကျိုးရှိပါသည်။
၄။ ပါဝါသုံးစွဲမှုကို လျှော့ချပါ- သီးခြား package များနှင့် အကွာအဝေးရှည် ချိတ်ဆက်မှုများ လိုအပ်မှုကို ဖယ်ရှားပေးသောကြောင့် ပါဝါလိုအပ်ချက်များကို သိသိသာသာ လျှော့ချနိုင်ပါသည်။
စိန်ခေါ်မှု:
၁) ပစ္စည်းလိုက်ဖက်ညီမှု- အရည်အသွေးမြင့် အီလက်ထရွန်များနှင့် ဖိုတွန်နစ်လုပ်ဆောင်ချက် နှစ်မျိုးလုံးကို ပံ့ပိုးပေးသော ပစ္စည်းများကို ရှာဖွေခြင်းသည် စိန်ခေါ်မှုတစ်ရပ် ဖြစ်နိုင်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းတို့သည် မတူညီသော ဂုဏ်သတ္တိများ လိုအပ်လေ့ရှိသောကြောင့် ဖြစ်သည်။
၂၊ လုပ်ငန်းစဉ် တွဲဖက်အသုံးပြုနိုင်မှု- မည်သည့်အစိတ်အပိုင်း၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကိုမျှ မထိခိုက်စေဘဲ အီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် ဖိုတွန်များ၏ ကွဲပြားသော ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များကို တူညီသောအလွှာပေါ်တွင် ပေါင်းစပ်ခြင်းသည် ရှုပ်ထွေးသောအလုပ်တစ်ခုဖြစ်သည်။
၄။ ရှုပ်ထွေးသော ထုတ်လုပ်မှု- အီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် ဖိုတိုနွန်နစ်ဖွဲ့စည်းပုံများအတွက် လိုအပ်သော မြင့်မားသော တိကျမှုသည် ထုတ်လုပ်မှု၏ ရှုပ်ထွေးမှုနှင့် ကုန်ကျစရိတ်ကို တိုးမြင့်စေသည်။

များစွာသောချစ်ပ်ပေါင်းစပ်မှု
ဤနည်းလမ်းသည် လုပ်ဆောင်ချက်တစ်ခုစီအတွက် ပစ္စည်းများနှင့် လုပ်ငန်းစဉ်များကို ရွေးချယ်ရာတွင် ပိုမိုပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိစေသည်။ ဤပေါင်းစပ်မှုတွင် အီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် ဖိုတွန်နစ် အစိတ်အပိုင်းများသည် မတူညီသော လုပ်ငန်းစဉ်များမှ လာပြီးနောက် အတူတကွ စုစည်းပြီး ဘုံပက်ကေ့ဂျ် သို့မဟုတ် အောက်ခံပေါ်တွင် ထားရှိသည် (ပုံ ၁)။ ယခု optoelectronic ချစ်ပ်များအကြား ချိတ်ဆက်မှုပုံစံများကို စာရင်းပြုစုကြပါစို့။ တိုက်ရိုက်ချိတ်ဆက်မှု- ဤနည်းပညာတွင် ပြားချပ်ချပ်မျက်နှာပြင်နှစ်ခု၏ တိုက်ရိုက်ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာထိတွေ့မှုနှင့် ချိတ်ဆက်မှုပါဝင်ပြီး များသောအားဖြင့် မော်လီကျူးချိတ်ဆက်မှုအားများ၊ အပူနှင့် ဖိအားများဖြင့် လွယ်ကူချောမွေ့စေသည်။ ၎င်းတွင် ရိုးရှင်းမှုနှင့် အလားအလာရှိသော ဆုံးရှုံးမှုအလွန်နည်းပါးသော ချိတ်ဆက်မှုများ၏ အားသာချက်ရှိသော်လည်း တိကျစွာ ချိန်ညှိထားပြီး သန့်ရှင်းသော မျက်နှာပြင်များ လိုအပ်သည်။ ဖိုက်ဘာ/ဂရက်တင်း ချိတ်ဆက်မှု- ဤအစီအစဉ်တွင် ဖိုက်ဘာ သို့မဟုတ် ဖိုက်ဘာအစုအဝေးကို ဖိုတွန်နစ်ချစ်ပ်၏ အစွန်း သို့မဟုတ် မျက်နှာပြင်နှင့် ချိန်ညှိပြီး ချိတ်ဆက်ထားပြီး အလင်းကို ချစ်ပ်အတွင်းနှင့် အပြင်သို့ ချိတ်ဆက်နိုင်စေပါသည်။ ဂရက်တင်းကို ဒေါင်လိုက်ချိတ်ဆက်မှုအတွက်လည်း အသုံးပြုနိုင်ပြီး ဖိုတွန်နစ်ချစ်ပ်နှင့် ပြင်ပဖိုက်ဘာအကြား အလင်းပို့လွှတ်မှု၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးပါသည်။ Through-silicon အပေါက်များ (TSVs) နှင့် micro-bumps- Through-silicon အပေါက်များသည် ဆီလီကွန်အောက်ခံမှတစ်ဆင့် ဒေါင်လိုက်ချိတ်ဆက်မှုများဖြစ်ပြီး ချစ်ပ်များကို သုံးဖက်မြင်ပုံစံဖြင့် စီထားနိုင်စေပါသည်။ မိုက်ခရို-ခုံးအစက်အပြောက်များနှင့် ပေါင်းစပ်လိုက်သောအခါ၊ ၎င်းတို့သည် မြင့်မားသောသိပ်သည်းဆပေါင်းစပ်မှုအတွက် သင့်လျော်သော အထပ်လိုက်ဖွဲ့စည်းပုံများတွင် အီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် ဖိုတွန်နစ်ချစ်ပ်များအကြား လျှပ်စစ်ချိတ်ဆက်မှုများရရှိရန် ကူညီပေးပါသည်။ အလင်းတန်းကြားခံအလွှာ- အလင်းတန်းကြားခံအလွှာသည် ချစ်ပ်များအကြား အလင်းတန်းအချက်ပြမှုများကို လမ်းကြောင်းပြောင်းရန်အတွက် ကြားခံအဖြစ်ဆောင်ရွက်သော အလင်းတန်းလှိုင်းလမ်းညွှန်များပါရှိသော သီးခြားအလွှာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် တိကျသော ချိန်ညှိမှုနှင့် နောက်ထပ် passive ကို ခွင့်ပြုသည်။အလင်းဆိုင်ရာ အစိတ်အပိုင်းများချိတ်ဆက်မှုပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိစေရန်အတွက် ပေါင်းစပ်နိုင်သည်။ Hybrid bonding: ဤအဆင့်မြင့် bonding နည်းပညာသည် ချစ်ပ်များနှင့် အရည်အသွေးမြင့် optical interface များအကြား မြင့်မားသောသိပ်သည်းဆရှိသော လျှပ်စစ်ချိတ်ဆက်မှုများကို ရရှိရန် direct bonding နှင့် micro-bump နည်းပညာကို ပေါင်းစပ်ထားသည်။ ၎င်းသည် မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ရှိသော optoelectronic co-integration အတွက် အထူးအလားအလာကောင်းသည်။ Solder bump bonding: flip chip bonding နှင့်ဆင်တူသည်မှာ solder bumps များကို လျှပ်စစ်ချိတ်ဆက်မှုများဖန်တီးရန် အသုံးပြုသည်။ သို့သော် optoelectronic integration ၏အခြေအနေတွင် အပူဖိစီးမှုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော photonic အစိတ်အပိုင်းများကို ပျက်စီးခြင်းမှ ရှောင်ရှားခြင်းနှင့် optical alignment ကို ထိန်းသိမ်းခြင်းတို့ကို အထူးဂရုပြုရမည်။

ပုံ ၁: : အီလက်ထရွန်/ဖိုတွန် ချစ်ပ်မှ ချစ်ပ် ချိတ်ဆက်မှု ပုံစံ

ဤချဉ်းကပ်မှုများ၏ အကျိုးကျေးဇူးများသည် သိသာထင်ရှားပါသည်- CMOS ကမ္ဘာသည် Moore's Law တွင် တိုးတက်မှုများ ဆက်လက်လိုက်လျှောက်နေသည်နှင့်အမျှ CMOS သို့မဟုတ် Bi-CMOS မျိုးဆက်တစ်ခုစီကို ဈေးသက်သာသော ဆီလီကွန်ဖိုတွန်ချစ်ပ်တစ်ခုသို့ လျင်မြန်စွာ လိုက်လျောညီထွေဖြစ်အောင် ပြုလုပ်နိုင်မည်ဖြစ်ပြီး ဖိုတွန်နစ်နှင့် အီလက်ထရွန်းနစ်များတွင် အကောင်းဆုံးလုပ်ငန်းစဉ်များ၏ အကျိုးကျေးဇူးများကို ရရှိမည်ဖြစ်သည်။ ဖိုတွန်နစ်များသည် ယေဘုယျအားဖြင့် အလွန်သေးငယ်သောဖွဲ့စည်းပုံများ (100 နာနိုမီတာခန့်ရှိသော အဓိကအရွယ်အစားများသည် ပုံမှန်ဖြစ်သည်) တည်ဆောက်ရန် မလိုအပ်ဘဲ စက်ပစ္စည်းများသည် ထရန်စစ္စတာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ကြီးမားသောကြောင့် စီးပွားရေးဆိုင်ရာ ထည့်သွင်းစဉ်းစားမှုများသည် ဖိုတွန်နစ်စက်ပစ္စည်းများကို နောက်ဆုံးထုတ်ကုန်အတွက် လိုအပ်သော အဆင့်မြင့်အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများမှ သီးခြားလုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုတွင် ထုတ်လုပ်ရန် တွန်းအားပေးလေ့ရှိသည်။
အားသာချက်များ:
၁။ ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိမှု- အီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် ဖိုတွန်နစ် အစိတ်အပိုင်းများ၏ အကောင်းဆုံးစွမ်းဆောင်ရည်ရရှိရန် မတူညီသော ပစ္စည်းများနှင့် လုပ်ငန်းစဉ်များကို သီးခြားစီ အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။
၂။ လုပ်ငန်းစဉ်ရင့်ကျက်မှု- အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုစီအတွက် ရင့်ကျက်သော ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များကို အသုံးပြုခြင်းသည် ထုတ်လုပ်မှုအား ရိုးရှင်းစေပြီး ကုန်ကျစရိတ်များကို လျှော့ချပေးနိုင်သည်။
၃။ ပိုမိုလွယ်ကူစွာ အဆင့်မြှင့်တင်ခြင်းနှင့် ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းခြင်း- အစိတ်အပိုင်းများကို ခွဲထုတ်ခြင်းဖြင့် စနစ်တစ်ခုလုံးကို မထိခိုက်စေဘဲ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုချင်းစီကို ပိုမိုလွယ်ကူစွာ အစားထိုးခြင်း သို့မဟုတ် အဆင့်မြှင့်တင်ခြင်း ပြုလုပ်နိုင်သည်။
စိန်ခေါ်မှု:
၁၊ အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှု ဆုံးရှုံးမှု- ချစ်ပ်မပါသော ချိတ်ဆက်မှုသည် နောက်ထပ် အချက်ပြမှု ဆုံးရှုံးမှုကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး ရှုပ်ထွေးသော ချိန်ညှိမှု လုပ်ထုံးလုပ်နည်းများ လိုအပ်နိုင်သည်။
၂၊ ရှုပ်ထွေးမှုနှင့် အရွယ်အစား တိုးလာခြင်း- တစ်ဦးချင်း အစိတ်အပိုင်းများသည် အပိုထုပ်ပိုးမှုနှင့် အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုများ လိုအပ်ပြီး အရွယ်အစား ပိုကြီးပြီး ကုန်ကျစရိတ် ပိုမိုမြင့်မားလာနိုင်သည်။
၃၊ ပါဝါသုံးစွဲမှု မြင့်မားခြင်း- ရှည်လျားသော အချက်ပြလမ်းကြောင်းများနှင့် အပိုထုပ်ပိုးမှုများသည် တစ်ထပ်တည်းပေါင်းစပ်မှုနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ပါဝါလိုအပ်ချက်များကို တိုးမြင့်စေနိုင်သည်။
နိဂုံးချုပ်:
monolithic နှင့် multi-chip ပေါင်းစပ်မှုအကြား ရွေးချယ်ခြင်းသည် စွမ်းဆောင်ရည်ရည်မှန်းချက်များ၊ အရွယ်အစားကန့်သတ်ချက်များ၊ ကုန်ကျစရိတ်ထည့်သွင်းစဉ်းစားမှုများနှင့် နည်းပညာရင့်ကျက်မှုအပါအဝင် အပလီကေးရှင်းတစ်ခုချင်းစီ၏ လိုအပ်ချက်များပေါ်တွင် မူတည်ပါသည်။ ထုတ်လုပ်မှုရှုပ်ထွေးမှုများရှိနေသော်လည်း monolithic ပေါင်းစပ်မှုသည် အလွန်အမင်းသေးငယ်ခြင်း၊ ပါဝါသုံးစွဲမှုနည်းပါးခြင်းနှင့် မြန်နှုန်းမြင့်ဒေတာထုတ်လွှင့်မှုလိုအပ်သော အပလီကေးရှင်းများအတွက် အကျိုးရှိပါသည်။ ယင်းအစား၊ multi-chip ပေါင်းစပ်မှုသည် ဒီဇိုင်းပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိမှုကို ပိုမိုပေးစွမ်းပြီး ရှိပြီးသားထုတ်လုပ်မှုစွမ်းရည်များကို အသုံးပြုသောကြောင့် ဤအချက်များသည် ပိုမိုတင်းကျပ်သောပေါင်းစပ်မှု၏ အကျိုးကျေးဇူးများထက် သာလွန်သော အပလီကေးရှင်းများအတွက် သင့်လျော်ပါသည်။ သုတေသနတိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ ဗျူဟာနှစ်ခုလုံး၏ အစိတ်အပိုင်းများကို ပေါင်းစပ်ထားသော hybrid ချဉ်းကပ်မှုများကိုလည်း ချဉ်းကပ်မှုတစ်ခုစီနှင့် ဆက်စပ်နေသောစိန်ခေါ်မှုများကို လျှော့ချရင်း စနစ်စွမ်းဆောင်ရည်ကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် လုပ်ဆောင်ရန် စူးစမ်းလေ့လာလျက်ရှိသည်။