Kemasan semikonduktor wis berkembang saka desain PCB 1D tradisional dadi ikatan hibrida 3D sing canggih ing tingkat wafer. Kemajuan iki ngidini jarak interkoneksi ing kisaran mikron siji-digit, kanthi bandwidth nganti 1000 GB / s, nalika njaga efisiensi energi sing dhuwur. Inti teknologi pengepakan semikonduktor canggih yaiku kemasan 2.5D (ing endi komponen diselehake ing lapisan perantara) lan kemasan 3D (sing melu tumpukan chip aktif kanthi vertikal). Teknologi kasebut penting kanggo masa depan sistem HPC.
Teknologi kemasan 2.5D kalebu macem-macem bahan lapisan perantara, saben duwe kaluwihan lan kekurangane dhewe. Lapisan perantara silikon (Si), kalebu wafer silikon pasif lan kreteg silikon sing dilokalisasi, dikenal nyedhiyakake kapabilitas kabel sing paling apik, saengga cocog kanggo komputasi kinerja dhuwur. Nanging, larang regane babagan bahan lan manufaktur lan watesan ing wilayah kemasan. Kanggo nyuda masalah kasebut, panggunaan kreteg silikon lokal saya tambah akeh, kanthi strategis nggunakake silikon ing ngendi fungsi sing apik penting nalika ngatasi alangan wilayah.
Lapisan perantara organik, nggunakake plastik cetakan kipas, minangka alternatif sing luwih larang kanggo silikon. Padha duwe pancet dielektrik ngisor, kang nyuda wektu tundha RC ing paket. Sanajan kaluwihan kasebut, lapisan perantara organik berjuang kanggo nggayuh tingkat pengurangan fitur interkoneksi sing padha karo kemasan adhedhasar silikon, mbatesi adopsi ing aplikasi komputasi kanthi kinerja dhuwur.
Lapisan perantara kaca wis entuk minat sing signifikan, utamane sawise ngluncurake kemasan kendaraan uji basis kaca Intel. Kaca nawakake sawetara kaluwihan, kayata koefisien luwes saka expansion termal (CTE), stabilitas dimensi dhuwur, lumahing Gamelan lan warata, lan kemampuan kanggo ndhukung Manufaktur panel, nggawe calon janjeni kanggo lapisan intermediary karo Kapabilitas wiring iso dibandhingke karo silikon. Nanging, kajaba tantangan teknis, kekurangan utama lapisan perantara kaca yaiku ekosistem sing durung dewasa lan kekurangan kapasitas produksi skala gedhe. Nalika ekosistem diwasa lan kapabilitas produksi saya apik, teknologi adhedhasar kaca ing kemasan semikonduktor bisa uga tuwuh lan diadopsi.
Ing babagan teknologi kemasan 3D, ikatan hibrida tanpa bump Cu-Cu dadi teknologi inovatif sing unggul. Teknik canggih iki entuk interkoneksi permanen kanthi nggabungake bahan dielektrik (kaya SiO2) karo logam sing dipasang (Cu). Ikatan hibrida Cu-Cu bisa nggayuh jarak ing ngisor 10 mikron, biasane ing kisaran mikron siji-digit, sing nuduhake perbaikan sing signifikan tinimbang teknologi mikro-bump tradisional, sing duwe jarak bump sekitar 40-50 mikron. Kauntungan saka ikatan hibrida kalebu tambah I / O, bandwidth sing ditambah, tumpukan vertikal 3D sing luwih apik, efisiensi daya sing luwih apik, lan nyuda efek parasit lan resistensi termal amarga ora ana ngisi ngisor. Nanging, teknologi iki rumit kanggo diprodhuksi lan biaya sing luwih dhuwur.
Teknologi kemasan 2.5D lan 3D nyakup macem-macem teknik kemasan. Ing kemasan 2.5D, gumantung saka pilihan bahan lapisan perantara, bisa dikategorikake dadi lapisan perantara adhedhasar silikon, organik, lan kaca, kaya sing dituduhake ing gambar ing ndhuwur. Ing kemasan 3D, pangembangan teknologi micro-bump ngarahake nyuda dimensi jarak, nanging saiki, kanthi nggunakake teknologi ikatan hibrida (metode sambungan Cu-Cu langsung), dimensi jarak siji digit bisa digayuh, menehi tandha kemajuan sing signifikan ing lapangan. .
**Tren Teknologi Utama kanggo Diwaspadai:**
1. ** Wilayah Lapisan Perantara sing luwih gedhe: ** IDTechEx sadurunge mbadek yen amarga angel lapisan perantara silikon ngluwihi watesan ukuran reticle 3x, solusi jembatan silikon 2.5D bakal ngganti lapisan perantara silikon minangka pilihan utama kanggo kemasan chip HPC. TSMC minangka pemasok utama lapisan perantara silikon 2.5D kanggo NVIDIA lan pangembang HPC liyane kayata Google lan Amazon, lan perusahaan kasebut bubar ngumumake produksi massal CoWoS_L generasi pertama kanthi ukuran reticle 3.5x. IDTechEx ngarepake gaya iki bakal terus, kanthi kemajuan luwih akeh dibahas ing laporan sing kalebu pemain utama.
2. **Panel-Level Packaging:** Panel-level packaging wis dadi fokus sing penting, kaya sing disorot ing 2024 Taiwan International Semiconductor Exhibition. Cara kemasan iki ngidini nggunakake lapisan perantara sing luwih gedhe lan mbantu nyuda biaya kanthi ngasilake luwih akeh paket bebarengan. Senadyan potensial, tantangan kayata manajemen warpage isih kudu ditangani. Ketenaran sing saya tambah nggambarake permintaan sing akeh kanggo lapisan perantara sing luwih gedhe lan luwih larang.
3. **Lapisan Perantara Kaca:** Kaca muncul minangka bahan calon sing kuat kanggo nggayuh kabel sing apik, bisa dibandhingake karo silikon, kanthi kaluwihan tambahan kayata CTE sing bisa diatur lan linuwih sing luwih dhuwur. Lapisan perantara kaca uga kompatibel karo kemasan tingkat panel, nawakake potensial kabel kepadatan dhuwur kanthi biaya sing luwih gampang diatur, dadi solusi sing apik kanggo teknologi kemasan ing mangsa ngarep.
4. **Ikatan Sato HBM:** Ikatan hibrida tembaga-tembaga (Cu-Cu) 3D minangka teknologi kunci kanggo nggayuh interkoneksi vertikal jarak ultra-apik antarane chip. Teknologi iki wis digunakake ing macem-macem produk server dhuwur-mburi, kalebu AMD EPYC kanggo SRAM dibandhingke lan CPU, uga seri MI300 kanggo numpuk CPU / pamblokiran GPU ing I / O mati. Ikatan hibrida samesthine duwe peran penting ing kemajuan HBM ing mangsa ngarep, utamane kanggo tumpukan DRAM sing ngluwihi lapisan 16-Hi utawa 20-Hi.
5. **Co-Packaged Optical Devices (CPO):** Kanthi tambah akeh dikarepake kanggo throughput data sing luwih dhuwur lan efisiensi daya, teknologi interconnect optik wis gained manungsa waé owahan. Piranti optik sing dikemas bareng (CPO) dadi solusi utama kanggo nambah bandwidth I/O lan nyuda konsumsi energi. Dibandhingake karo transmisi listrik tradisional, komunikasi optik nawakake sawetara kaluwihan, kalebu atenuasi sinyal sing luwih murah ing jarak sing adoh, nyuda sensitivitas crosstalk, lan bandwidth tambah akeh. Kaluwihan kasebut ndadekake CPO dadi pilihan sing cocog kanggo sistem HPC sing intensif data lan hemat energi.
**Pasar Utama kanggo Diwaspadai:**
Pasar utama sing nyopir pangembangan teknologi kemasan 2.5D lan 3D mesthi dadi sektor komputasi berkinerja tinggi (HPC). Cara kemasan canggih iki penting kanggo ngatasi watesan Hukum Moore, supaya luwih akeh transistor, memori, lan interkoneksi ing siji paket. Dekomposisi kripik uga ngidini panggunaan simpul proses sing optimal ing antarane blok fungsional sing beda, kayata pamisahan blok I / O saka blok pangolahan, nambah efisiensi.
Saliyane komputasi berkinerja tinggi (HPC), pasar liyane uga samesthine bakal tuwuh kanthi nggunakake teknologi kemasan canggih. Ing sektor 5G lan 6G, inovasi kayata antena kemasan lan solusi chip mutakhir bakal mbentuk masa depan arsitektur jaringan akses nirkabel (RAN). Kendaraan otonom uga bakal entuk manfaat, amarga teknologi kasebut ndhukung integrasi suite sensor lan unit komputasi kanggo ngolah data kanthi jumlah akeh nalika njamin safety, linuwih, kompak, manajemen daya lan termal, lan efektifitas biaya.
Elektronik konsumen (kalebu smartphone, jam tangan pinter, piranti AR/VR, PC, lan stasiun kerja) saya akeh fokus kanggo ngolah data luwih akeh ing papan sing luwih cilik, sanajan biaya luwih akeh. Kemasan semikonduktor canggih bakal dadi peran penting ing tren iki, sanajan cara kemasan bisa uga beda karo sing digunakake ing HPC.
Posting wektu: Oct-25-2024