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【摘 要】近几年，英特尔为实现Ultrabook而制定芯片技术三阶段，对NB板制造工艺有一定的冲击。本文介绍了第二阶段Ivy Bridge技术平台的工艺制造需求及其对NB板厂制程能力的影响。
【关键词】Ivy Bridge；NB板；制程能力
一、前言及背景
随着科技的飞速发展，人类对notebook的要求不断提高， 具有轻、薄、电池续航时间长等特点的Ultrabook便应运而生。为实施Ultrabook战略英特尔将其分三个阶段，从32纳米变为22纳米、再到14纳米。Ivy Bridge技术作为因特尔战略的第二阶段于2012年上半年推出。本文将对Ivy Bridge工艺制造需求和NB板的制程能力做比对，结合实际提出NB板厂的未来计划，减小Ivy Bridge对NB板的冲击影响。
二、Ivy Bridge技术发展分析
英特尔为实现Ultrabook战略的三个阶段分别为Sandy Bridge（Calpella、Huron River）、Ivy Bridge（Chief River、Shark Bay）和Haswell。
1. Sandy Bridge技术
Sandy Bridge是利用32nm制程技术制造的芯片，这一技术平台又分两阶段：Calpella和Huron River 。代号Calpella的技术于2009年推出，然2011年代号Huron River的技术便成功的取代Calpella，其拥有更长的电池寿命。Huron River的核心是采用32nm工艺制程、配备双核或四核CPU，同时还集成图形处理器；除了性能、规格上的提升外，Huron River平台继续Intel逐步缩小封装尺寸的道路，对笔记本的轻薄化贡献不小。
2. Ivy Bridge技术
Ivy Bridge是利用22nm制程技术制造的芯片，亦分两阶段：Chief River和Shark Bay 。在 Huron River技术即将登场之际，英特尔已提出下一代技术平台规格细节，并命名为Chief River，同时正式进入USB 3.0时代。英特尔紧锣密鼓的计划于2013年推出笔记型电脑平台Shark Bay，对CPU电源晶片的转换效率与尺寸要求均更为严苛。
22nm制程Ivy Bridge技术已推出，但目前我们还处在一个从Sandy Bridge向Ivy Bridge过渡的阶段。
3. Sandy Bridge和Ivy Bridge工艺制程比对
32nm工艺制程Sandy Bridge已经实现了处理器、图形核心、视频引擎的单芯片封装，其中图形核心拥有最多12个执行单元。22nm工艺制程的Ivy Bridge在此基础上将执行单元的数量翻一番，达到最多24个，带来性能上的进一步跃进。
工艺制程由32nm提升到22nm，芯片尺寸变小，零部件增多，布局紧凑，对PCB制程能力部分有相应要求；主要影响部分是线宽、线距、钻孔、Pad尺寸、间距等。现将这两阶段技术平台对notebook制程能力的要求比对如下表1：
注：表中所填尺寸大小单位均为mil，上表中对应项目的说明见图1；
图1
上表的比对结果显示，从32nm Sandy Bridge提升到22nm Ivy Bridge中间存在一个过渡阶段。Chief River芯片正好充当了从32nm技术过渡到22nm技术的桥梁；当进入Shark Bay芯片时代时意味着真正进入22nm工艺制程的Ivy Bridge技术平台。此时对PCB的制程能力要求存在质的变化。
三、Ivy Bridge对NB板厂制程能力影响
目前Ivy Bridge技术较多的运用在HDI板，NB板的运用甚少，但就社会对Ultrabook的需求来看，Ultrabook势必需要物美价廉，所以Ivy Bridge技术广泛运用在NB板上是迟早的事。
NB板厂目前制程能力与Ivy Bridge （Chief River和Shark Bay）所需制程要求比对情况见表2。其中红色字体表示NB板厂暂时未能满足Ivy Bridge技术的地方。
由上表可知，目前NB板厂基本能满足Ivy Bridge第一阶段（过渡期）对PCB制程能力的需求，但Ivy Bridge第二阶段对PCB制程能力的需求变化很大，此时对板厂的冲击是显而易见的。所以当下就应开始考虑如何来满足第二阶段的需求，提前做好改善措施，提升制程能力，迎接新时代的到来。
以目前NB板厂状况来看，外层3/3mil线路的产品只能在样品和小量产阶段制作，因为3/3mil线路受外层蚀刻线设备能力影响，易出现间距不足导致过蚀线细现象；在不更换蚀刻线的前提下想要实现3/3mil线路产品的量产，可以尝试通过增加蚀薄铜线来满足。内层3/3mil线路的制作与基铜厚度有关，基铜为Hoz时，完全可以制作3/3mil产品；基铜为1oz时，同样只能在样品和小量产阶段制作，大量产的话还需持续验证设备参数和操作条件等。影响钻孔直径的有叠板数，钻针寿命及镀铜能力，综合以上因素，大量产时的机械钻孔直径只能做到9.8mil； 8mil的钻孔直径可以在样品和小量产阶段实现，因为钻孔尺寸控制在8mil时，报废率和生产成本会有一定的上升。机械孔Pad的大小受内外层的Annular Ring和钻孔尺寸影响， NB板厂目前最小的Annular Ring为5mil，钻孔直径为9.8mil，所以机械孔Pad尺寸最小只能做到19.8mil；要想实现18mil的机械孔Pad，可以尝试以下两种方式：一是改善钻孔的层间对准度，降低钻偏程度，减少Annular Ring值到4mil；二是改善钻孔的孔位精度，减小钻孔直径，实现钻孔孔径8mil。在NB板厂实现以上各项时，相信孔边到孔边的距离亦能满足Ivy Bridge技术要求。
四、 NB板厂未來的挑战
Ivy Bridge第二阶段技术在不久的将来便会应用在notebook上，NB板厂應該积极改善措施，提升制程能力，才能滿足未來的挑战需要。
通过對PCB制程技术指标进行分析，给出了NB板厂3年内的各技术参数预计值，详细数据状况如表3所示。
表3 NB板厂3年内各技术参数预计值
注：表中所填尺寸大小单位均为英制：mil
从上表不难看出，随着技术要求的不断提升，今年的极限值在下一年次便会变成标准值来设计；并规划出明确而清晰的线路图，故需各家PCB板厂不断提升制程能力，满足技术发展需求！
五、总结
Ivy Bridge技术平台推动PCB行业迅速发展，然而由此带来的冲击是不可避免的；而且Ivy Bridge技术运用在NB板上是势在必行，此时谁能提前做好迎接这一新技术的准备工作，谁就能占得先机。
【关键词】Ivy Bridge；NB板；制程能力
一、前言及背景
随着科技的飞速发展，人类对notebook的要求不断提高， 具有轻、薄、电池续航时间长等特点的Ultrabook便应运而生。为实施Ultrabook战略英特尔将其分三个阶段，从32纳米变为22纳米、再到14纳米。Ivy Bridge技术作为因特尔战略的第二阶段于2012年上半年推出。本文将对Ivy Bridge工艺制造需求和NB板的制程能力做比对，结合实际提出NB板厂的未来计划，减小Ivy Bridge对NB板的冲击影响。
二、Ivy Bridge技术发展分析
英特尔为实现Ultrabook战略的三个阶段分别为Sandy Bridge（Calpella、Huron River）、Ivy Bridge（Chief River、Shark Bay）和Haswell。
1. Sandy Bridge技术
Sandy Bridge是利用32nm制程技术制造的芯片，这一技术平台又分两阶段：Calpella和Huron River 。代号Calpella的技术于2009年推出，然2011年代号Huron River的技术便成功的取代Calpella，其拥有更长的电池寿命。Huron River的核心是采用32nm工艺制程、配备双核或四核CPU，同时还集成图形处理器；除了性能、规格上的提升外，Huron River平台继续Intel逐步缩小封装尺寸的道路，对笔记本的轻薄化贡献不小。
2. Ivy Bridge技术
Ivy Bridge是利用22nm制程技术制造的芯片，亦分两阶段：Chief River和Shark Bay 。在 Huron River技术即将登场之际，英特尔已提出下一代技术平台规格细节，并命名为Chief River，同时正式进入USB 3.0时代。英特尔紧锣密鼓的计划于2013年推出笔记型电脑平台Shark Bay，对CPU电源晶片的转换效率与尺寸要求均更为严苛。
22nm制程Ivy Bridge技术已推出，但目前我们还处在一个从Sandy Bridge向Ivy Bridge过渡的阶段。
3. Sandy Bridge和Ivy Bridge工艺制程比对
32nm工艺制程Sandy Bridge已经实现了处理器、图形核心、视频引擎的单芯片封装，其中图形核心拥有最多12个执行单元。22nm工艺制程的Ivy Bridge在此基础上将执行单元的数量翻一番，达到最多24个，带来性能上的进一步跃进。
工艺制程由32nm提升到22nm，芯片尺寸变小，零部件增多，布局紧凑，对PCB制程能力部分有相应要求；主要影响部分是线宽、线距、钻孔、Pad尺寸、间距等。现将这两阶段技术平台对notebook制程能力的要求比对如下表1：
注：表中所填尺寸大小单位均为mil，上表中对应项目的说明见图1；
图1
上表的比对结果显示，从32nm Sandy Bridge提升到22nm Ivy Bridge中间存在一个过渡阶段。Chief River芯片正好充当了从32nm技术过渡到22nm技术的桥梁；当进入Shark Bay芯片时代时意味着真正进入22nm工艺制程的Ivy Bridge技术平台。此时对PCB的制程能力要求存在质的变化。
三、Ivy Bridge对NB板厂制程能力影响
目前Ivy Bridge技术较多的运用在HDI板，NB板的运用甚少，但就社会对Ultrabook的需求来看，Ultrabook势必需要物美价廉，所以Ivy Bridge技术广泛运用在NB板上是迟早的事。
NB板厂目前制程能力与Ivy Bridge （Chief River和Shark Bay）所需制程要求比对情况见表2。其中红色字体表示NB板厂暂时未能满足Ivy Bridge技术的地方。
由上表可知，目前NB板厂基本能满足Ivy Bridge第一阶段（过渡期）对PCB制程能力的需求，但Ivy Bridge第二阶段对PCB制程能力的需求变化很大，此时对板厂的冲击是显而易见的。所以当下就应开始考虑如何来满足第二阶段的需求，提前做好改善措施，提升制程能力，迎接新时代的到来。
以目前NB板厂状况来看，外层3/3mil线路的产品只能在样品和小量产阶段制作，因为3/3mil线路受外层蚀刻线设备能力影响，易出现间距不足导致过蚀线细现象；在不更换蚀刻线的前提下想要实现3/3mil线路产品的量产，可以尝试通过增加蚀薄铜线来满足。内层3/3mil线路的制作与基铜厚度有关，基铜为Hoz时，完全可以制作3/3mil产品；基铜为1oz时，同样只能在样品和小量产阶段制作，大量产的话还需持续验证设备参数和操作条件等。影响钻孔直径的有叠板数，钻针寿命及镀铜能力，综合以上因素，大量产时的机械钻孔直径只能做到9.8mil； 8mil的钻孔直径可以在样品和小量产阶段实现，因为钻孔尺寸控制在8mil时，报废率和生产成本会有一定的上升。机械孔Pad的大小受内外层的Annular Ring和钻孔尺寸影响， NB板厂目前最小的Annular Ring为5mil，钻孔直径为9.8mil，所以机械孔Pad尺寸最小只能做到19.8mil；要想实现18mil的机械孔Pad，可以尝试以下两种方式：一是改善钻孔的层间对准度，降低钻偏程度，减少Annular Ring值到4mil；二是改善钻孔的孔位精度，减小钻孔直径，实现钻孔孔径8mil。在NB板厂实现以上各项时，相信孔边到孔边的距离亦能满足Ivy Bridge技术要求。
四、 NB板厂未來的挑战
Ivy Bridge第二阶段技术在不久的将来便会应用在notebook上，NB板厂應該积极改善措施，提升制程能力，才能滿足未來的挑战需要。
通过對PCB制程技术指标进行分析，给出了NB板厂3年内的各技术参数预计值，详细数据状况如表3所示。
表3 NB板厂3年内各技术参数预计值
注：表中所填尺寸大小单位均为英制：mil
从上表不难看出，随着技术要求的不断提升，今年的极限值在下一年次便会变成标准值来设计；并规划出明确而清晰的线路图，故需各家PCB板厂不断提升制程能力，满足技术发展需求！
五、总结
Ivy Bridge技术平台推动PCB行业迅速发展，然而由此带来的冲击是不可避免的；而且Ivy Bridge技术运用在NB板上是势在必行，此时谁能提前做好迎接这一新技术的准备工作，谁就能占得先机。