Projekt VE-REWAL - Knowhow-Schutz für vertrauenswürdige heterogene Elektroniksystem mit Chiplets; Teilvorhaben: Erforschung einer Multichiplet Package Anordnung auf Basis der IFX FOWLP-Technologie

Abstract

Longrange-Radarmodule für Automobilanwendungen bestehen im Wesentlichen aus einem Sender- und Empfänger-Baustein (MMIC) und einem Mikroprozessor (MC) zur digitalen Signalverarbeitung. Der MMIC beinhaltet dabei den VCO (Oszillator) und beispielsweise 4 Sende- und 4 Empfangskanäle. Üblicherweise sind MMIC und MC genau aufeinander abgestimmt und werden vom gleichen Hersteller als System geliefert. Dabei werden die Si-Bausteine in der Regel von Auftragsfertigern in möglicherweise für den Auftraggeber schwer einsehbaren Umgebungen hergestellt und getestet. Danach erfolgt der Assembly-Prozess mit abschliessenden Bausteintests bei OSATs (Outsourced Semiconductor Assembly and Test), häufig ansässig in Billiglohnländern. Während der gesamten Herstellungskette ist die volle Funktionalität der Bausteine gegeben, für die beauftragten Unternehmen transparent und gegebenenfalls sogar manipulierbar – dies kann zu einer bedeutenden Einschränkung der Vertrauenswürdigkeit der Komponenten beim Endverbraucher führen. Mit dem im Vorhaben VE-REWAL verfolgten Chiplet-Ansatz wurden wichtige Funktionalitäten des MMIC über verschiedene Chiplets verteilt, skalierbar gemacht und so die finale Baustein-Funktionalität über einen beträchtlichen Teil des Lieferkette verschleiert. Einzelne Chiplets können von verschiedenen Herstellern auch aus ggf. schwer kontrollierbaren Umgebungen bezogen werden und es können auch verschiedene Technologieknoten zum Einsatz kommen. Erst beim Assembly und finalen Test in sicherer Umgebung wird die vollständige Produktfunktionalität sichtbar. Nach der Signalverarbeitung werden die digitalen Datenströme verschlüsselt und somit vor externer Manipulation geschützt. Verlustarme Dielektrika ermöglichen in Verbindung mit galvanisch geplateten Dünnfilm-Umverteilungsschichten (RDL) den Einsatz hochwertiger passiver Bauelemente sowie den Verzicht auf Bonddrähte, die durch berechenbarere Ball-Grid-Arrays ersetzt werden. Die eWLB-Technologie (Embedded wafer level ball grid array) von Infineon ermöglicht mehrere Umverteilungsschichten und damit umfangreiche Konfigurationen. Das Projekt verfolgte die Weiterentwicklung der Verfahren des Wafer-Level-Packaging (WLP) mit der Vorgabe, eine Zukunftstechnologie zu Plattformlösungen für heterogene Systeme zu erschliessen.