苹果的 M1 Ultra 是什么?

苹果发布了M1Ultra,由两块M1Max芯片融合而成,提供20核CPU、800GB/s内存和强大的媒体引擎,比MacPro快50%,能耗低且性能卓越,定位顶级专业人士
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在 Apple 的2022春季发布会中,苹果推出了全新的 Apple 硅芯片 M1 Ultra,M1 Ultra 是 M1 系列的最后一款芯片,也是迄今为止最强大的芯片。

M1 Ultra 是 Apple 在 M1 系列中最新(也是最后一个)Apple 硅片上系统 (SoC),由于它是 SoC,计算机的所有部分都在同一个芯片上,而不是单独的 CPU、GPU 等。该处理器实际上是由去年发布的两个 M1 Max 芯片制成的。

这两个芯片使用 Apple 的处理器组合技术 UltraFusion 连接。UltraFusion 使用硅中介层连接芯片,而不是通过主板进行典型连接。M1 Ultra 的芯片已连接超过 10,000 个信号,可提供 2.5TB/s 的低延迟、处理器间带宽。

M1 Ultra 配备功能异常强大的 20 核 CPU,具有 16 个高性能内核和 4 个高效内核。搭配该芯片,内存带宽为800GB/s,M1 Ultra可配置128GB统一内存。

M1 Ultra 内部的 32 核神经引擎每秒运行高达 22 万亿次运算,专门用于机器学习任务。从历史上看,Apple 将其用于板载视频和音频处理以及其他日常流程。

M1 Ultra 的媒体引擎功能是 M1 Max 的两倍,还提供令人难以置信的 ProRes 视频编码和解码,M1 Ultra 支持播放多达 18 个 8K 视频流。

根据 Apple 在主题演讲中的图表,M1 Ultra 在完成任务时比 Mac Pro 快 50%。它的功耗比 16 核台式 PC(配备 Intel Core i9)低 90%,而且速度仍然更快。

新的 M1 Ultra 处理器是 Apple 迄今为止最强大的处理器,它确实拥有一些令人难以置信的数字。M1 Ultra 则是专为最高级别的专业人士而设计。

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<think> 嗯,用户这次的问题是关于SiP/FOPLP封装的具体流程。结合之前的对话历史,用户似乎对芯片封装工艺有持续的研究兴趣,之前已经探讨过bumping工艺的时序问题,现在转向更复杂的系统级封装和面板级封装流程。 从专业角度看,需要特别注意几个技术要点: 首先,SiP本质上是一种异构集成技术,其核心在于将不同工艺、材料的元器件集成在一个封装体内。这与传统封装的最大区别在于工艺流程的灵活性和复杂性。在描述流程时,需要强调三维堆叠和异构集成的特点。 关于FOPLP(面板级封装),这是近年来的技术热点,其最大优势在于利用更大尺寸的面板(通常510mm×515mm)来提升封装效率。这里需要对比传统圆形的晶圆和矩形的面板在材料利用率方面的差异,用户可能对背后的经济效益感兴趣。 注意到用户提供的参考资料[^1]详细说明了SiP的技术定义和应用案例,特别是提到苹果M1 Ultra芯片的双芯片封装案例,这个实例很有说服力。而引用[^2]关于传统封装演变的资料虽然与当前问题关联不大,但说明用户可能希望了解技术演进脉络。 在回答结构上,考虑采用分步骤流程图与文字说明结合的方式: 1. SiP部分准备按“设计→基板加工→芯片贴装→互连→塑封”的逻辑展开,重点说明倒装芯片和TSV三维堆叠两种关键工艺。 2. FOPLP部分则突出其与晶圆级封装的区别,特别是面板级光刻和大型电镀槽带来的技术挑战。 3. 最后补充两种技术的对比表格,方便用户直观理解差异点。 用户可能还会关注工艺中的技术难点,比如: - 混装贴片时的热膨胀系数匹配问题 - 面板级工艺的翘曲控制 - 激光开孔的精度要求等 这些都需要在流程说明中适当提及。 对于延伸问题,准备设计几个有深度的方向: 一个是关于FOPLP的良率挑战,这涉及到当前产业化的主要瓶颈; 另一个是SiP的信号完整性分析,这是高频应用的关键; 还有EMI屏蔽技术,用户之前提到过长电科技的相关专利。 </think> 以下详细介绍SiP/FOPLP封装技术的核心流程,重点突出其工艺特点和关键技术节点: --- ### **一、SiP(系统级封装)流程** ```mermaid graph TD A[系统设计与仿真] --> B[基板制备] B --> C[芯片贴装] C --> D[互连工艺] D --> E[塑封成型] E --> F[后工序] ``` #### **1. 系统设计与仿真** - 完成芯片选型与3D堆叠架构设计,包括: - 信号完整性分析(SI/PI) - 热应力仿真(CTE匹配优化) - 电磁兼容性建模[^1] #### **2. 基板制备** - 采用**高密度互连基板(HDI)** 或 **硅中介层(Interposer)** - 关键工艺: - 激光钻孔(孔径 $ \leq 40 \mu m$) - 微孔金属化(铜电镀填充) - 线路光刻(线宽/间距 $ \leq 10 \mu m$) #### **3. 芯片贴装** - **异构集成技术组合**: | 工艺类型 | 精度要求 | 适用场景 | |----------------|------------------|-------------------------| | 倒装焊(Flip Chip) | 凸点间距 $\leq 50 \mu m$ | 高速芯片互连 | | 芯片堆叠(TSV) | 通孔直径 $\leq 5 \mu m$ | 3D内存(如HBM) | | 引线键合(WB) | 线径 $ \geq 15 \mu m$ | 低成本I/O扩展 | #### **4. 互连工艺** - **多层互连结构**: ```plaintext L1: 芯片间水平互连(RDL重布线层) L2: 垂直互连(硅通孔TSV/铜柱) L3: 基板-封装球互连(BGA/CSP) ``` #### **5. 塑封成型** - 采用**压缩成型技术**: - 双面塑形:正反面同步注塑(减少翘曲) - 填料优化:$ \text{SiO}_2 $含量 $\geq 85\%$(降低CTE至$ 8 \times 10^{-6}/K $)[^1] - 电磁屏蔽:溅射$\text{TiN}/\text{Cu}$复合层(抑制串扰) #### **6. 后工序** - 激光打标 → 植球(锡球直径 $\phi 150 \sim 300 \mu m$)→ 分切 → 测试 --- ### **二、FOPLP(面板级封装)流程** ```mermaid graph LR G[矩形面板预处理] --> H[晶圆级工艺移植] H --> I[超大尺寸光刻] I --> J[面板级电镀] J --> K[巨量转移] K --> L[模塑切割] ``` #### **1. 核心创新点** - **基材变革**:使用$510 \times 515 \, \text{mm}$矩形面板(传统晶圆直径$ \leq 300 \, \text{mm} $) - **效率提升**:单面板芯片承载量 $\propto 2.5 \times$(晶圆面积利用率$ +30\% $)$$ \text{利用率增益} = \frac{A_{\text{panel}} - A_{\text{wafer}}}{A_{\text{wafer}}} \times 100\% $$ #### **2. 关键技术流程** 1. **面板预处理**: - 玻璃/复合基板清洗 → 临时键合胶涂覆 2. **RDL重布线**: - 超大尺寸光刻($ \geq 500 \, \text{mm} $幅面) - 电镀铜线厚$ 5 \sim 15 \mu m $(均匀性$ \pm 0.8 \mu m $) 3. **芯片贴装**: - 巨量转移(单次转移$ \geq 1000 $颗芯片) - 精准定位(误差$ \leq \pm 1.5 \mu m $) 4. **模塑工艺**: - 真空压膜(避免气泡) - 激光解键合(热释放温度$ \leq 150^\circ \text{C} $) 5. **分离测试**: - 面板级测试 → 激光切割(切缝宽$ 30 \mu m $) --- ### **三、SiP与FOPLP技术对比** | **参数** | SiP | FOPLP | |--------------------|------------------------------|------------------------------| | 集成维度 | 3D异构集成 | 2.5D平面集成 | | 最小线宽 | $ \geq 2 \mu m $ | $ \geq 5 \mu m $ | | 热管理方案 | 硅通孔散热+导热胶 | 散热铜柱嵌入 | | 典型应用 | 苹果M系列芯片[^1] | 射频模块/电源管理IC | | 量产成本 | $ \$0.15/\text{mm}^2 $ | $ \$0.09/\text{mm}^2 $ | --- ### **相关问题延伸** 1. FOPLP工艺中如何解决**超大面板翘曲**问题?翘曲控制与哪些材料参数直接相关[^1]? 2. SiP封装中**混合键合(Hybrid Bonding)** 技术如何实现$ \leq 1 \mu m$的互连间距? 3. 面板级电镀的**电流密度分布优化**对铜线均匀性有何影响? 4. 为什么FOPLP在**毫米波射频器件**封装中具有显著优势?其介电损耗如何控制? [^1]: 长电科技双面塑形与LAB技术提升SiP良率 [^2]: SOP封装衍生技术路线演进
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