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 saka teknologi kemasan semikonduktor canggih yaiku kemasan 2.5D (ing ngendi komponen diselehake jejere ing lapisan perantara) lan kemasan 3D (sing kalebu numpuk chip aktif kanthi vertikal). Teknologi kasebut penting banget kanggo masa depan sistem HPC.
Teknologi kemasan 2.5D nglibatake macem-macem bahan lapisan perantara, saben lapisan nduweni kaluwihan lan kekurangan dhewe-dhewe. Lapisan perantara silikon (Si), kalebu wafer silikon pasif lan jembatan silikon lokal, dikenal amarga nyedhiyakake kemampuan kabel sing paling apik, saengga cocog kanggo komputasi kinerja dhuwur. Nanging, larang regane ing babagan bahan lan manufaktur lan ngadhepi watesan ing area kemasan. Kanggo ngatasi masalah kasebut, panggunaan jembatan silikon lokal saya tambah, kanthi strategis nggunakake silikon ing ngendi fungsi sing apik penting nalika ngatasi kendala area.
Lapisan perantara organik, sing nggunakake plastik cetakan kipas, minangka alternatif sing luwih efektif tinimbang silikon. Lapisan iki nduweni konstanta dielektrik sing luwih murah, sing nyuda wektu tundha RC ing paket. Senadyan kaluwihan kasebut, lapisan perantara organik berjuang kanggo entuk tingkat pengurangan fitur interkoneksi sing padha karo kemasan berbasis silikon, sing mbatesi adopsi ing aplikasi komputasi kinerja dhuwur.
Lapisan perantara kaca wis narik kawigaten sing signifikan, utamane sawise peluncuran kemasan kendaraan uji berbasis kaca dening Intel. Kaca nawakake sawetara kaluwihan, kayata koefisien ekspansi termal (CTE) sing bisa diatur, stabilitas dimensi sing dhuwur, permukaan sing alus lan rata, lan kemampuan kanggo ndhukung manufaktur panel, saengga dadi kandidat sing janjeni kanggo lapisan perantara kanthi kemampuan kabel sing bisa dibandhingake karo silikon. Nanging, saliyane tantangan teknis, kekurangan utama lapisan perantara kaca yaiku ekosistem sing durung dewasa lan kekurangan kapasitas produksi skala gedhe saiki. Nalika ekosistem saya dewasa lan kemampuan produksi saya apik, teknologi berbasis kaca ing kemasan semikonduktor bisa uga ndeleng pertumbuhan lan adopsi luwih lanjut.
Ing babagan teknologi kemasan 3D, ikatan hibrida tanpa gumpalan 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 entuk jarak ing ngisor 10 mikron, biasane ing kisaran mikron siji digit, sing nuduhake peningkatan sing signifikan tinimbang teknologi mikro-gumpalan tradisional, sing duwe jarak gumpalan udakara 40-50 mikron. Kauntungan saka ikatan hibrida kalebu tambah I/O, bandwidth sing luwih apik, susun vertikal 3D sing luwih apik, efisiensi daya sing luwih apik, lan efek parasit sing luwih murah lan tahan termal amarga ora ana pengisian ngisor. Nanging, teknologi iki rumit digawe lan duwe biaya sing luwih dhuwur.
Teknologi kemasan 2.5D lan 3D ngliputi maneka warna teknik kemasan. Ing kemasan 2.5D, gumantung saka pilihan bahan lapisan perantara, bisa dikategorikake dadi lapisan perantara berbasis silikon, berbasis organik, lan berbasis kaca, kaya sing dituduhake ing gambar ing ndhuwur. Ing kemasan 3D, pangembangan teknologi micro-bump ngarahake kanggo nyuda dimensi jarak, nanging saiki, kanthi nggunakake teknologi ikatan hibrida (metode sambungan Cu-Cu langsung), dimensi jarak siji digit bisa digayuh, sing nandhani kemajuan sing signifikan ing lapangan kasebut.
**Tren Teknologi Penting sing Kudu Digatekake:**
1. **Area Lapisan Perantara sing Luwih Gedhe:** IDTechEx sadurunge ngramalake manawa amarga kangelan lapisan perantara silikon ngluwihi watesan ukuran reticle 3x, solusi jembatan silikon 2.5D bakal enggal ngganti lapisan perantara silikon minangka pilihan utama kanggo ngemas chip HPC. TSMC minangka pemasok utama lapisan perantara silikon 2.5D kanggo NVIDIA lan pangembang HPC utama liyane kaya Google lan Amazon, lan perusahaan kasebut bubar ngumumake produksi massal CoWoS_L generasi pertama kanthi ukuran reticle 3.5x. IDTechEx ngarepake tren iki bakal terus, kanthi kemajuan luwih lanjut sing dibahas ing laporan sing nyakup pemain utama.
2. **Kemasan Tingkat Panel:** Kemasan tingkat panel wis dadi fokus sing penting, kaya sing ditonjolke ing Pameran Semikonduktor Internasional Taiwan 2024. Cara pengemasan iki ngidini panggunaan lapisan perantara sing luwih gedhe lan mbantu nyuda biaya kanthi ngasilake luwih akeh paket kanthi bebarengan. Senadyan potensiale, tantangan kayata manajemen warpage isih kudu ditangani. Keunikan sing saya tambah nuduhake panjaluk sing saya tambah kanggo lapisan perantara sing luwih gedhe lan luwih efektif biaya.
3. **Lapisan Perantara Kaca:** Kaca lagi muncul minangka bahan kandidat sing kuwat kanggo entuk kabel sing apik, sing bisa dibandhingake karo silikon, kanthi kaluwihan tambahan kayata CTE sing bisa diatur lan keandalan sing luwih dhuwur. Lapisan perantara kaca uga kompatibel karo kemasan tingkat panel, sing nawakake potensi kanggo kabel kapadhetan dhuwur kanthi biaya sing luwih bisa diatur, dadi solusi sing janjeni kanggo teknologi kemasan ing mangsa ngarep.
4. **HBM Hybrid Bonding:** Ikatan hibrida tembaga-tembaga (Cu-Cu) 3D minangka teknologi kunci kanggo entuk interkoneksi vertikal pitch ultra-halus antarane chip. Teknologi iki wis digunakake ing macem-macem produk server kelas atas, kalebu AMD EPYC kanggo SRAM lan CPU sing ditumpuk, uga seri MI300 kanggo numpuk blok CPU/GPU ing die I/O. Ikatan hibrida diarepake bakal nduweni peran penting ing kemajuan HBM ing mangsa ngarep, utamane kanggo tumpukan DRAM sing ngluwihi lapisan 16-Hi utawa 20-Hi.
5. **Piranti Optik Co-Packaged (CPO):** Kanthi panjaluk sing saya tambah kanggo throughput data lan efisiensi daya sing luwih dhuwur, teknologi interkoneksi optik wis entuk perhatian sing cukup gedhe. Piranti optik co-packaged (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, sensitivitas crosstalk sing suda, lan bandwidth sing tambah akeh. Kauntungan kasebut ndadekake CPO minangka pilihan sing cocog kanggo sistem HPC sing intensif data lan hemat energi.
**Pasar Utama sing Kudu Digatekake:**
Pasar utama sing ndorong pangembangan teknologi kemasan 2.5D lan 3D mesthi wae sektor komputasi kinerja dhuwur (HPC). Metode kemasan canggih iki penting banget kanggo ngatasi watesan Hukum Moore, sing ngaktifake luwih akeh transistor, memori, lan interkoneksi ing sak paket. Dekomposisi chip uga ngidini panggunaan optimal simpul proses antarane blok fungsional sing beda, kayata misahake blok I/O saka blok pangolahan, sing luwih ningkatake efisiensi.
Saliyané komputasi kinerja dhuwur (HPC), pasar liyané uga diarepaké bakal nggayuh pertumbuhan liwat adopsi teknologi kemasan canggih. Ing sektor 5G lan 6G, inovasi kaya ta antena kemasan lan solusi chip canggih 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 gedhe nalika njamin keamanan, keandalan, kekompakan, manajemen daya lan termal, lan efektifitas biaya.
Elektronik konsumen (kalebu smartphone, smartwatch, piranti AR/VR, PC, lan workstation) saya fokus ing pangolahan data luwih akeh ing papan sing luwih cilik, sanajan luwih ngutamakake biaya. Kemasan semikonduktor canggih bakal nduweni peran penting ing tren iki, sanajan cara kemasan bisa uga beda karo sing digunakake ing HPC.
Wektu kiriman: 07-Okt-2024