【读书笔记·VLSI电路设计方法解密】问题22：芯片封装有哪些挑战

如第2章问题17所述，芯片封装是芯片所在的外壳，用于插入（插座安装）或焊接在（表面安装）印刷电路板上。当我们面临芯片上拥有数亿个晶体管、数千个I/O接口和数百瓦功率的场景时，我们面临的挑战是如何封装这些巨型芯片。挑战包括如何最小化封装引入的信号失真，如何经济地（以最低成本方式）封装芯片，如何有效地将热量从芯片导出，以及如何减少封装的占用面积。

除了这些挑战之外，还有芯片与封装共同设计的趋势。这一趋势是由低功耗、高速设计成为现代芯片设计业务主流的事实所驱动的。90纳米及以下工艺的设计电源电压可能低至1伏。在这个电压水平上，封装电源平面引入的IR压降必须考虑到芯片设计中。此外，随着数据速率提高到数十Gb/s（上升和下降时间约为10皮秒），封装表现出复杂的行为，这不能简单地通过一个简单的集总元件电路来准确预测，而需要电磁场解决方案。这种与封装相关的信号完整性对芯片性能的影响必须在芯片设计过程中考虑。

人们对于将多个裸片堆叠在一起的系统级封装（SiP）方法作为一种现实可行的SoC方法替代方案的兴趣也在日益增加。这也被称为多芯片模块（MCM）。如图3.4所示，一个大系统可能