Assemblage et test avancés de puces retournées à IBM Bromont, le plus grand OSAT d’Amérique du Nord
Site de Bromont, au Canada, pour l’assemblage et les tests de semi-conducteurs
IBM développe des chiplets et des capacités technologiques de conditionnement avancé pour dynamiser les innovations en matière d’IA et de logique.
En réunissant plusieurs technologies au niveau du conditionnement pour augmenter les performances et réduire les coûts, nos cadres d’exigences permettent de créer un nouveau paradigme pour les innovations en matière de semi-conducteurs et ouvrent une nouvelle voie pour répondre aux exigences de performance croissantes de l’IA.
Le site IBM de Bromont, au Canada, transforme les semi-conducteurs les plus avancés au monde en composants microélectroniques de pointe, utilisés dans toute la gamme des systèmes IBM ainsi que dans une large gamme de produits fabriqués par ses clients OEM.
Avec plus de 50 ans d’expérience dans l’assemblage et le test de conditionnement, Bromont est la plus grande installation d’assemblage et de test externalisés de semi-conducteurs (OSAT) en Amérique du Nord et l’un des plus grands exportateurs au Canada, fabriquant plus de 100 000 modules avancés de puce retournée chaque semaine.
Focus sur les fcBGA et SiP
- Taille du boîtier de 15 mm à 93 mm (preuve de concept jusqu’à 105 mm)
- Taille de la matrice de 2 x 2 mm à 27 x 32 mm
- Conception du conditionnement à prendre en charge : > 400 A
- Solutions thermiques prenant en charge : >400 W
- SiP, SiP AoP et SiP hybride
- Matrice fermée et positionnement des composants
- Bande passante plus élevée et puissance inférieure
- Meilleure intégrité du signal
- Encombrement réduit au niveau du système
- Plus de 400 composants par module
- Plus de 23 PN différents par module
- Composants double face
- Numérique, analogique, signal mixte, RF
- Développement et caractérisation des tests au niveau des modules, des plaquettes et des systèmes
- Programmation multi-site
- Réduction de la durée des tests
- Migration du programme de test
- Conversion de modèle de test (STIL, WGL)
- Carte de sonde, carte de charge, conception de carte de test de niveau système (SLT), fabrication et validation
- Solutions de test de carte de charge
Conception
- Mentalité d’intégration au niveau du système
- Équipe de conception conforme à l’ITAR en vertu du CGP du Canada
- Outils de conception les plus avancés
- Automatisation et vérification personnalisées
Caractérisation
- Techniques analytiques de pointe sur l’ensemble de la pile technologique
- Analyse des défaillances physiques
- Composition des matériaux
- Caractérisation du procédé
Modélisation
- Visibilité étendue sur la fiabilité du conditionnement basé sur l’expérience
- Algorithmes, code, propriétés et modèles mathématiquement propriétaires
- Limites de confiance prévues statistiquement liées aux données de fabrication
Solution clé en main CPO - CSPO
- Assemblage EIC + PIC
- Fixation de réseau de fibres optiques
- Test CSOP
- Assemblage CPO/SiP
- Test CPO/SiP
Points forts du développement CPO
- Augmentation de la densité des fibres
- Pas de 125 μm avec un diamètre de fibre de 80 μm
- Assemblage de ruban avec 35 fibres
- Fixation laser
- Laser sur matrice
- Connecteurs intégrés
Assemblage et test de semi-conducteurs
1972 : inauguration du site de Bromont
1996 : fournisseur mondial de processeurs pour consoles de jeux
2016 : système z13 - puce à 8 cœurs 5,2 Ghz sur matériau organique
2018 : SiP, petites cartes - programme Z - matériel de chiffrement
2022 : 50e anniversaire
ITAR
- Personnel certifié en ingénierie et en fabrication
- Contrôles d’accès sécurisés dans les ateliers de fabrication
- Suivi automatisé du système, stockage sécurisé, traçabilité des composants acceptés et rejetés
- Responsabilité totale de la réception à l’expédition
Informations non classifiées contrôlées (CUI)
- Mise en œuvre de tous les contrôles ITAR
- Équipe dédiée pour répondre aux exigences particulières des CUI
- Reporting et surveillance supplémentaires des produits, etc.
SECRET
- Mise en œuvre de tous les contrôles ITAR et CUI
- Une équipe dédiée pour répondre aux exigences particulières des travaux classés DoD.
Capacité de flux de processus complet, depuis la synthèse des matériaux au MRL jusqu’à l’assemblage et aux essais, axée sur la technologie 3DHI avec liaison hybride, prise en charge du substrat HD et technologie de pont DBHi. IBM Bromont et les OEM s’appuient sur 50 ans d’expérience dans la fabrication au service d’IBM et de clients externes dans le domaine de la production avancée de puces retournées, de SiP et de tests.
Abondance d’énergie propre
- La province dépend fortement de l’énergie hydroélectrique, une source d’énergie propre et renouvelable.
- 99 % de l’énergie produite au Québec est renouvelable.
- Les émissions de gaz à effet de serre (GES) des centrales hydroélectriques du Québec sont 70 fois inférieures à celles des centrales à charbon.
Réseau d’énergie propre
- Le Québec possède l’un des réseaux électriques à plus faible intensité de carbone au monde.
- Le réseau électrique du Québec, le plus grand d’Amérique du Nord, est l’un des plus fiables au monde.
- Depuis 2013, le Québec s’est doté d’un système SPEDE (Greenhouse Gas Emission Cam-and-Trade System) pour lutter contre le changement climatique.
Approvisionnement en eau abondant
- Le Québec a accès à d’importantes ressources en eau douce, essentielles pour l’industrie des semi-conducteurs.
Engagement du gouvernement en faveur du développement durable
- Le gouvernement du Québec s’est engagé à réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) de 37,5 % par rapport aux niveaux de 1990 d’ici 2030.
- Le Québec s’est également engagé à devenir neutre en carbone d’ici 2050.
Les laboratoires de développement d’IBM situés dans le corridor nord-est stimulent l’innovation technologique des semi-conducteurs pour l’informatique du futur.
La plus grande organisation de recherche industrielle au monde, comptant plus de 1 500 scientifiques et ingénieurs, façonne les prochaines étapes de l’informatique.
100 000 pieds carrés d’espace pour la fabrication de semi-conducteurs, ce site étant à l’origine d’un grand nombre des plus grandes percées de l’industrie.
IBM Bromont tire parti de son partenariat avec le C2MI pour profiter des équipements de pointe de plus de 70 fabricants d’équipements.
Alors que la demande de puces est en hausse en raison des avancées de l’IA et du cloud computing, les gouvernements du Canada et du Québec s’associent à IBM pour solidifier l’avenir de la chaîne d’approvisionnement des puces en Amérique du Nord en faisant progresser les capacités d’assemblage, de test et de conditionnement à l’usine IBM de Bromont, au Québec.
À elles trois, ces entités investiront jusqu’à 187 millions de dollars canadiens dans le développement des capacités de l’usine en matière d’assemblage, de test et de conditionnement, permettant à IBM de poursuivre ses recherches et le développement de méthodes de fabrication évolutive et d’autres processus d’assemblage avancés.
Bromont s’engage dans une transformation numérique, dont le lancement est prévu en mai 2024, pour élever ses processus de conditionnement et de test de semi-conducteurs à l’avant-garde de la fabrication intelligente. Cette initiative permettra de poser une base solide de data fabric, facilitant l’intégration de technologies avancées d’IA et de ML. L’usine intelligente permettra une surveillance prédictive et en temps réel des contrôles qualité et utilisera l’analyse du big data pour prévoir de manière proactive les pannes d’équipement. Une tour de contrôle sera également mise en œuvre pour centraliser les données et les informations critiques, permettant ainsi une prise de décision éclairée à tous les niveaux de la direction. Grâce à ces améliorations apportées à la performance des actifs et à la gestion de la qualité, Bromont vise à améliorer l’efficacité et la fiabilité opérationnelles, établissant ainsi une nouvelle norme dans le secteur.
La phase 1 vise à augmenter la capacité d’assemblage et de test des technologies avancées de conditionnement fcBGA, tout en augmentant la capacité d’assemblage des technologies Si Photonics. La phase 1.5 du plan d’expansion ajoutera des capacités de substitution de plaquettes et de conditionnement FoWLP (Fan-Out Wafer-Level Packaging) d’ici le deuxième semestre 2026. Cet ajout créera une solution nord-américaine complète pour la R&D et la fabrication à grand volume, qui tire parti de la collaboration avec les centres de recherche d’IBM pour créer des synergies entre laboratoires et usines. En outre, IBM travaille avec son partenaire de développement C2MI, situé à côté d’IBM Bromont, pour finaliser les plans visant à ajouter des opérations de finition de plaquettes pour les solutions 2.5D Si Interposer et 3D. La production de cet ajout au site C2MI est également prévue pour le deuxième semestre 2026.
Si vous avez consulté de la documentation sur les semi-conducteurs, vous avez probablement vu une photo d’une personne tenant une plaquette, soit un disque de silicium contenant des centaines de futures puces informatiques.
Nous développons de nouveaux matériaux pour les plus petites échelles de longueur (<20 nm) et les plus grandes échelles de longueur (>20 mm) de fabrication de semi-conducteurs.
Les chercheurs d’IBM et de l’ASMPT ont franchi une étape importante avec une technologie de liaison hybride qui réduit considérablement la taille de l’interconnexion d’E/S nécessaire entre deux chiplets, ouvrant la voie à une myriade de nouvelles conceptions de puces informatiques.