ADK：Chiplet與先進封裝的「設計藍圖」

半導體產業研究

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【編者按】先進封裝需要ADK就像晶圓加工需要PDK一樣，但ADK需要應對2.5D/3D堆疊帶來的多芯粒集成複雜度和多物理仿真等技術挑戰，這就需要相關企業和行業組織協作推動先進封裝的標準化。【內容目錄】1. 什麼是封裝設計套件（ADK）？2. ADK關鍵組件及行業標準3. ADK解決方案主要供應商4. 結語在傳統的單芯片設計中，IC設計公司與EDA工具供應商和晶圓代工廠商之間會有一個標準的PDK（...

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ADK關鍵組件及行業標準3. ADK解決方案主要供應商4. 結語在傳統的單芯片設計中，IC設計公司與EDA工具供應商和晶圓代工廠商之間會有一個標準的PDK（...</p>\n\n<a href=\"http://gu.qq.com/resources/shy/news/detail-v2/index.html#/?id=nesSN20251110203526a6ef8840&s=b\">網頁鏈接</a>\n\n</div>\n","source":"tencent","html":"<!DOCTYPE html>\n<html>\n<head>\n<meta http-equiv=\"Content-Type\" content=\"text/html; charset=utf-8\" />\n<meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width,initial-scale=1.0,minimum-scale=1.0,maximum-scale=1.0,user-scalable=no\"/>\n<meta name=\"format-detection\" content=\"telephone=no,email=no,address=no\" />\n<title>ADK：Chiplet與先進封裝的「設計藍圖」</title>\n<style type=\"text/css\">\na,abbr,acronym,address,applet,article,aside,audio,b,big,blockquote,body,canvas,caption,center,cite,code,dd,del,details,dfn,div,dl,dt,\nem,embed,fieldset,figcaption,figure,footer,form,h1,h2,h3,h4,h5,h6,header,hgroup,html,i,iframe,img,ins,kbd,label,legend,li,mark,menu,nav,\nobject,ol,output,p,pre,q,ruby,s,samp,section,small,span,strike,strong,sub,summary,sup,table,tbody,td,tfoot,th,thead,time,tr,tt,u,ul,var,video{ font:inherit;margin:0;padding:0;vertical-align:baseline;border:0 }\nbody{ font-size:16px; line-height:1.5; color:#999; background:transparent; }\n.wrapper{ overflow:hidden;word-break:break-all;padding:10px; }\nh1,h2{ font-weight:normal; line-height:1.35; margin-bottom:.6em; }\nh3,h4,h5,h6{ line-height:1.35; margin-bottom:1em; }\nh1{ font-size:24px; }\nh2{ font-size:20px; }\nh3{ font-size:18px; }\nh4{ font-size:16px; }\nh5{ font-size:14px; }\nh6{ font-size:12px; }\np,ul,ol,blockquote,dl,table{ margin:1.2em 0; }\nul,ol{ margin-left:2em; }\nul{ list-style:disc; }\nol{ list-style:decimal; }\nli,li p{ margin:10px 0;}\nimg{ max-width:100%;display:block;margin:0 auto 1em; }\nblockquote{ color:#B5B2B1; border-left:3px solid #aaa; padding:1em; }\nstrong,b{font-weight:bold;}\nem,i{font-style:italic;}\ntable{ width:100%;border-collapse:collapse;border-spacing:1px;margin:1em 0;font-size:.9em; }\nth,td{ padding:5px;text-align:left;border:1px solid #aaa; }\nth{ font-weight:bold;background:#5d5d5d; }\n.symbol-link{font-weight:bold;}\n/* header{ border-bottom:1px solid #494756; } */\n.title{ margin:0 0 8px;line-height:1.3;color:#ddd; }\n.meta {color:#5e5c6d;font-size:13px;margin:0 0 .5em; }\na{text-decoration:none; color:#2a4b87;}\n.meta .head { display: inline-block; overflow: hidden}\n.head .h-thumb { width: 30px; height: 30px; margin: 0; padding: 0; border-radius: 50%; float: left;}\n.head .h-content { margin: 0; padding: 0 0 0 9px; float: left;}\n.head .h-name {font-size: 13px; color: #eee; margin: 0;}\n.head .h-time {font-size: 12.5px; color: #7E829C; margin: 0;}\n.small {font-size: 12.5px; display: inline-block; transform: scale(0.9); -webkit-transform: scale(0.9); transform-origin: left; -webkit-transform-origin: left;}\n.smaller {font-size: 12.5px; display: inline-block; transform: scale(0.8); -webkit-transform: scale(0.8); transform-origin: left; -webkit-transform-origin: left;}\n.bt-text {font-size: 12px;margin: 1.5em 0 0 0}\n.bt-text p {margin: 0}\n</style>\n</head>\n<body>\n<div class=\"wrapper\">\n<header>\n<h2 class=\"title\">\nADK：Chiplet與先進封裝的「設計藍圖」\n</h2>\n<h4 class=\"meta\">\n<p class=\"head\">\n<strong class=\"h-name small\">半導體產業研究</strong><span class=\"h-time small\">2025-11-10 11:46</span>\n</p>\n</h4>\n</header>\n<article>\n<div>\n<p>【編者按】先進封裝需要ADK就像晶圓加工需要PDK一樣，但ADK需要應對2.5D/3D堆疊帶來的多芯粒集成複雜度和多物理仿真等技術挑戰，這就需要相關企業和行業組織協作推動先進封裝的標準化。【內容目錄】1. 什麼是封裝設計套件（ADK）？2. 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ADK關鍵組件及行業標準3. ADK解決方案主要供應商4. 結語在傳統的單芯片設計中，IC設計公司與EDA工具供應商和晶圓代工廠商之間會有一個標準的PDK（Process Design Kit，製程設計套件）來標準化從設計到製造的流程。EDA開發商會與晶圓代工廠一起開發和規範這套PDK，然後IC設計師會使用PDK來獲取晶圓廠工藝的所有設計規則和模型。隨着Chiplet與先進封裝（如2.5D/3D IC、扇出型封裝等）逐漸成為半導體產業鏈上與晶圓加工同樣重要的環節，PDK的理念也逐漸從前道工藝延伸到了後道封裝層面，封裝廠（OSAT）或先進封裝EDA提供商需要提供一套包含先進封裝設計和工藝流程所需的規則、模型、庫文件和驗證流程，即Assembly Design Kit（ADK）。什麼是封裝設計套件（ADK）？ADK即封裝設計套件，可以將其理解為一套專為先進封裝和Chiplet集成而生的「設計工具包」或「設計藍圖」。ADK是一套標準化的設計規則、規範和數據格式，旨在實現不同工藝的芯粒之間的高效互聯、集成和製造，可為IC設計人員、先進封裝服務商和EDA工具供應商提供一種通用語言和框架，以確保互操作性，並有效應對Chiplet和先進封裝帶來的前所未有的設計複雜性。ADK的興起與Chiplet技術的發展緊密相連，主要驅動力包括：• 設計複雜性的爆炸式增長：先進封裝不再僅僅是裸片直放和引線鍵合，而是涉及到高密度硅中介層、微凸點、TSV（硅通孔）、多芯片/Chiplet互連等，其設計規則堪比甚至超過早期的IC設計；過去40年來芯片設計和驗證的複雜度越來越高。（圖片來源：Cadence）•產業鏈的協同需求：Chiplet設計往往涉及多個不同製程的芯片，以及不同的封裝工藝。IC設計團隊和封裝設計團隊需要一個標準化的接口，能夠基於一套統一的規則和數據進行協作，從而降低溝通成本和出錯風險；•提升設計效率與一次成功率：採用ADK可以在設計初期就導入精確的製造規則和模型，允許設計師進行充分的仿真和驗證，避免在設計完成後才發現與封裝工藝不匹配，從而縮短設計週期，提高成功率。ADK超越了傳統的單芯片設計PDK，專門應對多芯粒集成和先進封裝中的獨特工藝與技術挑戰。ADK的主要功能和優勢可以歸納為以下幾點：1.標準化：ADK與其它設計套件比如3DIC設計套件（3DK）一起，為芯粒和封裝參數建立了標準，實現了異構集成的「即插即用」生態系統；2.面向製造的設計（DFM）：該套件包含製造規則，確保封裝設計適合組裝，從而降低代價高昂的錯誤和設計迭代的風險；3.預測分析：ADK包含在物理設計之前仿真潛在問題的信息，例如信號完整性（SI）、電源完整性（PI），以及封裝的熱應力和機械壓力等；4.改進的工作流程：通過與EDA工具集成，ADK可實現無縫的設計流程，使工程師能夠快速探索不同的封裝方案並比較各種變量；5.增強協作：ADK促進了供應鏈中不同利益相關者之間的設計數據交換，例如芯片設計人員、EDA供應商、OSAT公司，以及晶圓代工廠等。ADK的關鍵組件及行業標準日本先進工藝晶圓代工廠商Rapidus在ASP-DAC 2025大會上發佈的報告顯示：「Chiplet的工程複雜度，不再是線性增長，而是呈幾何級數增長。」芯粒集成和先進封裝需要ADK來降低設計複雜度並縮短設計週期。Rapidus的技術專家總結出Chiplet設計的五大維度疊加複雜性：1.電氣規格（Electrical Specs）：如何在高頻信號傳輸中，保證信號完整性、降低PDN噪聲、控制S參數等，是系統穩定性的第一道門檻；2.結構約束（Structure Constraints）：多芯片協同下，組裝流程的良率、成本控制、封裝尺寸優化等，每一個細節都可能影響整體成敗；3.可靠性要求（Reliability Requirements）：熱膨脹係數不匹配導致翹曲、機械應力引發裂縫、離子遷移等微觀風險，必須在材料與工藝層面統籌考慮；4.熱管理（Thermal Requirements）：Hot Spot、熱串擾、散熱路徑設計，是Chiplet封裝穩定運行的必要條件，在AI芯片中尤為突出；5.材料屬性（Material Properties）：要在電氣、熱、機械之間尋求材料的「多維平衡」，這對材料工程提出前所未有的系統性要求。根據開放計算項目（OCP）組織的ADK文檔規範，ADK或相關設計套件應包含以下要素：• 設計規則：對封裝的幾何形狀、層和互連的約束。•材料屬性：定義基板、中介層和重分佈層（RDL）材料屬性的綜合框架。•測試定義：規定測試要素、流程要求和僅用於測試的結構，以實現可測試性並確保封裝前芯片的已知良好性（KGD）。•互連規範：定義微凸點和硅通孔（TSV）等特徵的規則。•幾何數據：芯片文件支持的幾何形狀的詳細信息，例如凸點形狀、焊盤和基準點等。一個完整的ADK通常包含技術文件、設計庫與模型、封裝設計、合規性測試包和規則檢查等關鍵組件，它們共同構成了Chiplet設計和先進封裝的基石。圖表來源：DeepSeek AI問答開放計算項目（OCP）的ADK版本1.0文檔提出了3D-IC設計套件（3DK）基本框架。今年8月，國家市場監督管理總局（國家標準化管理委員會）正式發佈5項《芯粒互聯接口規範》（GB/T 46280.1-2025～GB/T 46280.5-2025）系列推薦性國家標準。該系列標準將於2026年3月1日正式實施，作為集成電路芯粒領域的首批國家標準，標誌着我國芯粒標準化建設取得里程碑式突破。本次發佈的《芯粒互聯接口規範》系列國家標準由中關村高性能芯片互聯技術聯盟（簡稱：HiPi聯盟）、中國電子技術標準化研究院、清華大學聯合國內十餘家產業鏈骨幹企業、高校院所共同編制，包含《芯粒互聯接口規範第1部分：總則》、《芯粒互聯接口規範第2部分：協議層技術要求》、《芯粒互聯接口規範第3部分：數據鏈路層技術要求》、《芯粒互聯接口規範第4部分：基於2D封裝的物理層技術要求》、《芯粒互聯接口規範第5部分：基於2.5D封裝的物理層技術要求》等5個標準，規定了芯粒間互聯的分層架構，以及各層的功能要求和層間接口要求，旨在對芯粒間點對點互聯的數據傳輸處理機制進行統一，實現高效互聯互通。 ADK解決方案的主要供應商全球範圍內，積極提供或參與ADK及相關設計生態系統開發的廠商有很多，Chiplet設計和先進封裝領域的主要廠商主要包括：•AMD：作為Chiplet設計的先驅，AMD已將其基於芯粒的處理器芯片商業化，用於高性能計算，並採用了其Infinity Fabric互連技術。•日月光（ASE）：這家OSAT巨頭開發了一個先進的封裝設計平台，其中包括用於異構集成的設計套件，以及與西門子合作開發的用於FOCoS（扇出型芯片基板封裝）封裝的完全驗證ADK。•Cadence：這家EDA供應商提供用於多芯粒封裝的軟件平台，並推廣使用「封裝組裝設計套件」（PADK）來提高先進封裝設計的效率。•英特爾：作為UCIe（通用芯片互連高速）規範的主要貢獻者，英特爾在其EMIB（嵌入式多芯片互連橋）和Foveros架構中採用了ADK概念。•開放計算項目（OCP）/JEDEC：這兩家組織正在開發用於基板、材料和測試的標準化設計套件（包括ADK），以加速芯粒的普及應用。•西門子EDA：提供諸如Xpedition Substrate Integrator和Calibre 3DSTACK等EDA工具，這些工具可與ADK集成，用於多芯粒封裝的設計和驗證。•台積電：作為全球最大的晶圓代工廠，台積電憑藉其先進的封裝技術（例如CoWoS），在推動芯粒集成方面發揮着至關重要的作用。•新思科技：3DIC Compiler平台已與台積電SoIC-X及CoWoS技術完成整合，可支持自動化UCIe與HBM佈局、TSV/凸塊規劃及多芯粒驗證。國內廠商和行業組織在Chiplet設計和先進封裝的ADK開發和協作方面相比國際廠商還有不小的差距，但已經有不少先進封裝OSAT、EDA開發商、芯粒和IC設計廠商在積極推動相關標準的發佈。其中有代表性的包括：•華進半導體：聯合中科院微電子所和華大九天發佈了一項針對2.5D轉接板工藝的APDK（Advanced Packaging Design Kit）。APDK借鑑了PDK在IC設計界數十年來的成功運用，目標是把先進封裝工藝設計進行打包，以實現複雜芯片或系統級多芯片集成的成功設計。•HiPi聯盟：是編制《芯粒互聯接口規範》的牽頭單位，由北京市科委、清華大學、電子標準化院、海思、中芯北方、盛合晶微、長電科技、華大九天等33家單位於2022年11月聯合發起成立。目前，聯盟會員單位已達191家，其中企業會員佔比80%，覆蓋集成電路全產業鏈。HiPi聯盟已完成團體標準《芯粒測試標準》的制定和發佈，並啓動適用於3D封裝的芯粒互聯接口規範的制定。•合見工軟：開發出符合HiPi標準的IP/VIP整體解決方案，包括D2D（Die-to-Die）互聯IP和驗證VIP，並支持C2C（Chip-to-Chip）互聯。HiPi IP解決方案和HBM、UCIe、DDR、PCIe等高速接口IP一起構成面向高性能計算的芯粒互聯解決方案。結語ADK是Chiplet設計和先進封裝技術不可或缺的「粘合劑」和「賦能者」。通過提供一套標準化、自動化和高度集成的設計套件，ADK可顯著降低異質整合設計的門檻和風險，加速產品上市進程。隨着Chiplet生態的不斷成熟，ADK的重要性將愈發凸顯，成為連接芯片設計、製造和封裝的關鍵橋樑。針對智算中心、高性能計算和汽車電子等不同應用場景的芯片設計和先進封裝與測試在ADK的開發和實施方面需要定製化的規劃，需要IC設計公司、EDA供應商和先進封裝廠商協作推進，我們將在後續文章和報告中進一步深入探討。編輯撰寫：Jenny Liao","kind":"news","is_publish_news":true,"is_publish_highlight":false,"is_publish_live":false,"is_publish_wemedia":null,"editions":null,"column":"","sentiment":"0","news_tag":"","news_rank":0,"symbols":[],"gpt_button":0,"need_auth":false,"code":"91000000","status":"200"}}}