[发明专利]芯片组及其制造方法

说明书

本发明提供一种芯片组及其制造方法。芯片组包括多个逻辑核心以及存储器芯片。多个逻辑核心分别具有第一装置层以及第一基板层，并且分别包括多个第一键合组件以及第一输入输出电路。多个第一键合组件设置在第一装置层。第一输入输出电路设置在第一装置层。存储器芯片具有第二装置层以及第二基板层，并且包括多个第二键合组件以及多个第二输入输出电路。多个第二键合组件设置在第二装置层。多个第二输入输出电路设置在第二装置层，且分别连接多个逻辑核心的第一输入输出电路。多个逻辑核心的多个第一键合组件的多个第一键合面分别与存储器芯片的多个第二键合组件的多个第二键合面以接垫对接垫的方式直接接合。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，尤其是指一种芯片组及其制造方法。

背景技术

由于目前的人工智能(Artificial Intelligence，AI)运算以及高效能运算(High-Performance Computing,HPC)需要同时使用越来越多个逻辑核心以及存取具有高带宽以及高密度的存储器，因此如何实现在一个存储器设备上可具有高数量的多个逻辑核心以及高密度的存储器是本领域目前主要的研究方向之一。

然而，目前的存储器是通过在大面积的系统单芯片(System on chip，SOC)上设至更多个存储器芯片，并且利用片上网络(Network-on-chip，NoC)或网格(mesh)通道来连接这些存储器芯片。目前的存储器是通过中介层(Interposer)或扇出型(Fan-out)封装的重分布层(Redistribution Layer)来连接高带宽存储器(High Bandwidth Memory，HBM)以及这些逻辑核心的多个裸片(die)。对此，目前的存储器设备常遇到的问题可例如有大面积的系统单芯片所导致的低良率，输入输出电路以及网格信道占用的空间过多所导致的算数逻辑单元(Arithmetic logic unit，ALU)的面积过低，存储器的功耗过大，以及微凸块(ubump)需要占有大面积的系统单芯片用于连接的缺点。有鉴于此，如何改善上述缺点并且可实现一种高密度存储器，以下将提出几个实施例的解决方案。

发明内容

本发明是针对一种芯片组及其制造方法，可实现一种具有高逻辑运算能力以及高密度存储器的芯片组。

根据本发明的实施例，本发明的芯片组包括多个逻辑核心以及存储器芯片。多个逻辑核心分别具有第一装置层以及第一基板层。多个逻辑核心分别包括多个第一键合组件以及第一输入输出电路。多个第一键合组件设置在第一装置层。多个第一键合组件的多个第一键合面与第一装置层的第一表面为等高。第一输入输出电路设置在第一装置层。存储器芯片具有第二装置层以及第二基板层。存储器芯片包括多个第二键合组件以及多个第二输入输出电路。多个第二键合组件设置在第二装置层。多个第二键合组件的多个第二键合面与第二装置层的第二表面为等高。多个第二输入输出电路设置在第二装置层，且分别连接多个逻辑核心的第一输入输出电路。第一表面面对第二表面。多个逻辑核心的多个第一键合组件的多个第一键合面分别与存储器芯片的多个第二键合组件的多个第二键合面以接垫对接垫的方式直接接合。

根据本发明的实施例，本发明的芯片组的制造方法包括以下步骤：制造逻辑核心晶圆，其中逻辑核心晶圆包括多个逻辑核心，并且逻辑核心晶圆具有第一装置层以及第一基板层；形成多个第一键合组件以及第一输入输出电路在多个逻辑核心的每一个的第一装置层中，其中多个第一键合组件的多个第一键合面与第一装置层的第一表面为等高；切割逻辑核心晶圆为具有多个逻辑核心的多个裸片；制造存储器芯片，其中存储器芯片具有第二装置层以及第二基板层；形成多个第二键合组件以及分别连接多个逻辑核心的第一输入输出电路的多个第二输入输出电路在第二装置层中，其中多个第二键合组件的多个第二键合面与第二装置层的第二表面为等高，并且第一表面面对第二表面；以及将多个裸片的多个第一键合组件分别与存储器芯片的多个第二键合组件以接垫对接垫的方式直接接合。

基于上述，本发明的芯片组及其制造方法可有效节省逻辑核心上的电路布线空间，并且通过将多个逻辑核心与存储器芯片以裸片对裸片的方式接合，以实现一种具有高逻辑运算能力的高密度存储器的芯片组。