Anbalaj semi-kondiktè yo evolye soti nan konsepsyon PCB 1D tradisyonèl yo pou rive nan lyezon ibrid 3D dènye kri nan nivo waf la. Avansman sa a pèmèt espasman koneksyon nan seri mikwon yon sèl chif, ak Pleasant jiska 1000 GB/s, tout pandan y ap kenbe yon efikasite enèji ki wo. Nan kè teknoloji anbalaj semi-kondiktè avanse yo genyen anbalaj 2.5D (kote konpozan yo mete kòt a kòt sou yon kouch entèmedyè) ak anbalaj 3D (ki enplike anpile chip aktif vètikalman). Teknoloji sa yo enpòtan anpil pou lavni sistèm HPC yo.
Teknoloji anbalaj 2.5D a enplike plizyè materyèl kouch entèmedyè, chak ak avantaj ak dezavantaj pa li. Kouch entèmedyè Silisyòm (Si), ki gen ladan waf Silisyòm totalman pasif ak pon Silisyòm lokalize, yo rekonèt pou bay pi bon kapasite fil elektrik, sa ki fè yo ideyal pou informatique pèfòmans wo. Sepandan, yo chè an tèm de materyèl ak fabrikasyon epi yo fè fas ak limitasyon nan zòn anbalaj la. Pou diminye pwoblèm sa yo, itilizasyon pon Silisyòm lokalize yo ap ogmante, yo itilize Silisyòm nan yon fason estratejik kote fonksyonalite presi enpòtan pandan y ap adrese kontrent zòn yo.
Kouch entèmedyè òganik yo, ki itilize plastik moule ki dewoule an fan-out, se yon altènatif ki pi ekonomik pase Silisyòm. Yo gen yon konstan dyelèktrik ki pi ba, sa ki diminye reta RC nan anbalaj la. Malgre avantaj sa yo, kouch entèmedyè òganik yo gen difikilte pou rive nan menm nivo rediksyon karakteristik entèkoneksyon ak anbalaj ki baze sou Silisyòm, sa ki limite adopsyon yo nan aplikasyon informatique pèfòmans segondè.
Kouch entèmedyè an vè yo te atire anpil enterè, sitou apre dènye lansman Intel nan anbalaj machin tès ki baze sou vè. Vè ofri plizyè avantaj, tankou koyefisyan ekspansyon tèmik reglabl (CTE), estabilite dimansyonèl segondè, sifas lis ak plat, ak kapasite pou sipòte fabrikasyon panèl, sa ki fè li yon kandida pwomèt pou kouch entèmedyè ak kapasite fil elektrik konparab ak silikon. Sepandan, apa de defi teknik yo, prensipal dezavantaj kouch entèmedyè an vè yo se ekosistèm ki pa devlope byen ak mank aktyèl kapasite pwodiksyon sou gwo echèl. Ofiramezi ekosistèm nan ap matirite epi kapasite pwodiksyon yo amelyore, teknoloji ki baze sou vè nan anbalaj semi-kondiktè yo ka wè plis kwasans ak adopsyon.
An tèm de teknoloji anbalaj 3D, lyezon ibrid Cu-Cu san boul ap vin tounen yon teknoloji inovatè dirijan. Teknik avanse sa a reyalize koneksyon pèmanan lè li konbine materyèl dyelèktrik (tankou SiO2) ak metal entegre (Cu). Lyezon ibrid Cu-Cu ka reyalize espasman anba 10 mikron, tipikman nan seri mikron yon sèl chif, ki reprezante yon amelyorasyon siyifikatif parapò ak teknoloji mikwo-boul tradisyonèl la, ki gen espasman boul apeprè 40-50 mikron. Avantaj lyezon ibrid yo enkli ogmantasyon I/O, amelyorasyon Pleasant, amelyorasyon anpileman vètikal 3D, pi bon efikasite enèji, ak rediksyon efè parazit ak rezistans tèmik akòz absans ranpli anba. Sepandan, teknoloji sa a konplèks pou fabrike epi li gen pri ki pi wo.
Teknoloji anbalaj 2.5D ak 3D yo anglobe plizyè teknik anbalaj. Nan anbalaj 2.5D, selon chwa materyèl kouch entèmedyè yo, li ka klase an kouch entèmedyè ki baze sou silikon, ki baze sou òganik, ak ki baze sou vè, jan yo montre nan figi ki anwo a. Nan anbalaj 3D, devlopman teknoloji mikwo-boulman an gen pou objaktif pou diminye dimansyon espasman yo, men jodi a, lè yo adopte teknoloji lyezon ibrid (yon metòd koneksyon dirèk Cu-Cu), yo ka reyalize dimansyon espasman yon sèl chif, sa ki make yon pwogrè siyifikatif nan domèn nan.
Tandans teknolojik kle pou siveye:
1. **Pi gwo zòn kouch entèmedyè:** IDTechEx te deja predi ke akòz difikilte pou kouch entèmedyè silikon depase yon limit gwosè retikil 3 fwa, solisyon pon silikon 2.5D yo ta pral byento ranplase kouch entèmedyè silikon kòm chwa prensipal pou anbalaj chip HPC yo. TSMC se yon gwo founisè kouch entèmedyè silikon 2.5D pou NVIDIA ak lòt devlopè HPC dirijan tankou Google ak Amazon, epi konpayi an dènyèman te anonse pwodiksyon an mas premye jenerasyon CoWoS_L li a ak yon gwosè retikil 3.5 fwa. IDTechEx espere tandans sa a kontinye, ak plis avansman diskite nan rapò li a ki kouvri gwo jwè yo.
2. **Anbalaj Nivo Panèl:** Anbalaj nivo panèl vin tounen yon gwo konsantrasyon, jan yo te mete aksan sou li nan Ekspozisyon Entènasyonal Semi-kondiktè Taiwan 2024 la. Metòd anbalaj sa a pèmèt itilizasyon kouch entèmedyè ki pi gwo epi li ede diminye depans yo lè yo pwodui plis pakè an menm tan. Malgre potansyèl li, li toujou bezwen adrese defi tankou jesyon defòmasyon. Enpòtans k ap grandi li reflete demann k ap grandi pou kouch entèmedyè ki pi gwo e ki pi efikas an tèm de pri.
3. **Kouch Entèmedyè an Vè:** Vè ap parèt kòm yon materyèl kandida solid pou reyalize fil elektrik fen, konparab ak Silisyòm, ak avantaj adisyonèl tankou CTE reglabl ak pi gwo fyab. Kouch entèmedyè an vè yo konpatib tou ak anbalaj nivo panèl, sa ki ofri potansyèl pou fil elektrik dansite wo a pri ki pi jere, sa ki fè li yon solisyon pwomèt pou teknoloji anbalaj nan lavni.
4. **Lyezon Ibrid HBM:** Lyezon ibrid kwiv-kwiv 3D (Cu-Cu) se yon teknoloji kle pou reyalize koneksyon vètikal ultra-fen ant chip yo. Teknoloji sa a te itilize nan plizyè pwodwi sèvè wo nivo, tankou AMD EPYC pou SRAM ak CPU anpile, ansanm ak seri MI300 pou anpile blòk CPU/GPU sou mwazi I/O. Yo prevwa lyezon ibrid pral jwe yon wòl enpòtan nan avansman HBM nan lavni, espesyalman pou pil DRAM ki depase kouch 16-Hi oswa 20-Hi.
5. **Aparèy Optik Ko-anbale (CPO):** Avèk demann k ap grandi pou pi gwo debi done ak efikasite enèji, teknoloji entèkoneksyon optik la te resevwa anpil atansyon. Aparèy optik ko-anbale (CPO) yo ap vin yon solisyon kle pou amelyore Pleasant I/O epi redwi konsomasyon enèji. Konpare ak transmisyon elektrik tradisyonèl la, kominikasyon optik ofri plizyè avantaj, tankou pi ba atenyasyon siyal sou long distans, mwens sansiblite diafoni, ak yon Pleasant ki ogmante anpil. Avantaj sa yo fè CPO yon chwa ideyal pou sistèm HPC ki konsome anpil done epi ki efikas nan enèji.
**Mache kle pou siveye:**
Mache prensipal k ap pouse devlopman teknoloji anbalaj 2.5D ak 3D yo se san dout sektè informatique pèfòmans segondè (HPC). Metòd anbalaj avanse sa yo enpòtan anpil pou simonte limit Lwa Moore a, sa ki pèmèt plis tranzistò, memwa, ak entèkoneksyon nan yon sèl anbalaj. Dekonpozisyon chip yo pèmèt tou itilizasyon optimal nœuds pwosesis ant diferan blòk fonksyonèl yo, tankou separasyon blòk I/O ak blòk pwosesis yo, sa ki amelyore efikasite a plis toujou.
Anplis informatique pèfòmans wo (HPC), yo prevwa lòt mache yo ap grandi tou grasa adopsyon teknoloji anbalaj avanse. Nan sektè 5G ak 6G yo, inovasyon tankou antèn anbalaj ak solisyon chip dènye kri pral fòme lavni achitekti rezo aksè san fil (RAN). Machin otonòm yo pral benefisye tou, paske teknoloji sa yo sipòte entegrasyon seri detèktè ak inite enfòmatik pou trete gwo kantite done tout pandan y ap asire sekirite, fyab, konpakte, jesyon pouvwa ak tèmik, ak rentabilité.
Aparèy elektwonik pou konsomatè yo (tankou telefòn entelijan, mont entelijan, aparèy AR/VR, òdinatè pèsonèl, ak estasyon travay) ap konsantre de pli zan pli sou tretman plis done nan espas ki pi piti, malgre yon pi gwo anfaz sou pri. Anbalaj semi-kondiktè avanse pral jwe yon wòl kle nan tandans sa a, byenke metòd anbalaj yo ka diferan de sa yo itilize nan HPC.
Dat piblikasyon: 7 oktòb 2024