Semiconductor umbúðir hafa þróast frá hefðbundnum 1D PCB hönnun yfir í fremstu röð 3D blendinga tengingu við skífustigið. Þessi framþróun gerir kleift að tengja bil í eins stafa míkron sviðinu, með bandbreidd allt að 1000 GB/s, en viðhalda mikilli orkunýtingu. Í kjarna háþróaðrar hálfleiðara umbúðatækni eru 2,5D umbúðir (þar sem íhlutir eru settir hlið við hlið á millilaga lag) og 3D umbúðir (sem felur í sér lóðrétt stafla virkan flís). Þessi tækni skiptir sköpum fyrir framtíð HPC kerfa.
2.5D umbúðatækni felur í sér ýmis milliliðalagaefni, hvert með sína kosti og galla. Kísil (SI) millilög, þar á meðal fullkomlega óbeinar kísilþurrkur og staðbundnar kísilbrýr, eru þekktar fyrir að veita bestu raflögn, sem gerir þau tilvalin fyrir afkastamikla tölvunarfræði. Samt sem áður eru þau kostnaðarsöm hvað varðar efni og framleiðslu og andlitsmörk á umbúðasvæði. Til að draga úr þessum málum eykst notkun staðbundinna kísilbrúa og notar hernaðarlega sílikon þar sem fínn virkni er mikilvæg um leið og fjallað er um takmarkanir á svæðinu.
Lífræn millilög, sem nota viftu-mótað plast, eru hagkvæmari valkostur við sílikon. Þeir hafa lægri rafstöðugleika, sem dregur úr seinkun RC í pakkanum. Þrátt fyrir þessa kosti eiga lífræn millibili í erfiðleikum með að ná sama stigi samskiptaaðgerða og kísilbundinna umbúða og takmarka upptöku þeirra í afkastamiklum tölvuforritum.
Gler millilaga lög hafa fengið verulegan áhuga, sérstaklega í kjölfar nýlegs Intel sem nýlega var sett á glerbasaða prófunarbifreiðar umbúðir. Gler býður upp á nokkra kosti, svo sem stillanlegan stuðull hitauppstreymis (CTE), hávíddar stöðugleika, sléttan og flata fleti og getu til að styðja við framleiðslu pallborðs, sem gerir það að efnilegum frambjóðanda fyrir millilaga lög með raflögn sem er sambærileg við sílikon. Hins vegar, fyrir utan tæknilegar áskoranir, er helsti gallinn við gler milliliða lag hins vegar óþroskað vistkerfi og núverandi skortur á stórum stíl framleiðslugetu. Þegar vistkerfið þroskast og framleiðslugetan batnar, getur glerbundin tækni í hálfleiðara umbúðum séð frekari vöxt og upptöku.
Hvað varðar 3D umbúðatækni er Cu-Cu högglaus blendingur tenging að verða leiðandi nýstárleg tækni. Þessi háþróaða tækni nær varanlegum samtengingum með því að sameina dielectric efni (eins og SiO2) við innbyggða málma (Cu). Cu-Cu blendingur tenging getur náð bil undir 10 míkron, venjulega í eins stafa míkron sviðinu, sem er umtalsverð framför miðað við hefðbundna örbump tækni, sem hefur höggbili um 40-50 míkron. Kostir blendinga tengingar fela í sér aukna I/O, aukinn bandbreidd, bætt 3D lóðrétt stafla, betri orkunýtni og minnkað sníkjudýr og hitauppstreymi vegna þess að ekki er fyllt botnfylling. Hins vegar er þessi tækni flókin að framleiða og hefur hærri kostnað.
2.5D og 3D umbúðatækni nær til ýmissa umbúðatækni. Í 2,5D umbúðum, háð vali á milliliðalagaefnum, er hægt að flokka það í kísilbundna, lífræna byggð og glerbundin millilaga, eins og sýnt er á myndinni hér að ofan. Í 3D umbúðum miðar þróun örbump tækni að draga úr bilum, en í dag, með því að nota blendinga tengingartækni (bein Cu-Cu tengingaraðferð), er hægt að ná eins stafa bilstærðum, sem markar verulegar framfarir á þessu sviði.
** Lykil tækniþróunar til að horfa á: **
1. ** Stærri milliliðalagasvæði: ** Idtechex spáði áður að vegna erfiðleika kísil milligöngulaga sem fóru yfir 3X reticle stærð mörk, myndu 2,5D sílikonbrú lausnir koma í stað sílikon millilaga sem aðal val fyrir pökkun HPC flís. TSMC er stór birgir 2,5D kísil milligöngulaga fyrir NVIDIA og aðra leiðandi HPC verktaki eins og Google og Amazon, og fyrirtækið tilkynnti nýlega fjöldaframleiðslu fyrstu kynslóðar Cowos_L með 3,5x reticle stærð. Idtechex reiknar með að þessi þróun haldi áfram, með frekari framförum sem fjallað er um í skýrslu sinni sem fjallar um helstu leikmenn.
2. ** Umbúðir á pallborðsstigi: ** Umbúðir pallborðs hafa orðið veruleg áhersla, eins og auðkennd er á Taiwan International Semiconductor sýningunni 2024. Þessi umbúðaaðferð gerir kleift að nota stærri millilög og hjálpar til við að draga úr kostnaði með því að framleiða fleiri pakka samtímis. Þrátt fyrir möguleika sína þarf enn að taka á áskorunum eins og stríðsstjórnun. Aukin áberandi þess endurspeglar vaxandi eftirspurn eftir stærri og hagkvæmari milliliðum.
3. ** Gler millilög: ** Gler er að koma fram sem sterkt frambjóðandi efni til að ná fínum raflögn, sambærileg við kísil, með viðbótar kosti eins og stillanlegan CTE og hærri áreiðanleika. Gler millilaga lög eru einnig samhæf við umbúðir á pallborðsstigi og bjóða upp á möguleika á háþéttni raflögn á viðráðanlegri kostnaði, sem gerir það að efnilegri lausn fyrir framtíðarbúðatækni.
4. ** HBM blendingur tenging: ** 3D kopar-kopar (Cu-Cu) blendingur er lykiltækni til að ná fram öfgafullum vellinum lóðrétt samtenging milli flísar. Þessi tækni hefur verið notuð í ýmsum hágæða netþjónavörum, þar á meðal AMD EPYC fyrir staflað SRAM og örgjörva, svo og MI300 seríuna til að stafla CPU/GPU blokkir á I/O Dies. Búist er við að blendingur tengibindingu gegni lykilhlutverki í framförum í HBM í framtíðinni, sérstaklega fyrir DRAM stafla sem eru meiri en 16-Hi eða 20-Hi lög.
5. ** Samstarfs sjóntækja (CPO): ** Með vaxandi eftirspurn eftir hærri gagnaafköstum og orkunýtni hefur Optical Interconnect Technology fengið talsverða athygli. Samstarfs sjóntækja (CPO) eru að verða lykillausn til að auka I/O bandbreidd og draga úr orkunotkun. Í samanburði við hefðbundna rafsendingu bjóða sjónsamskipti nokkra kosti, þar með talið lægri merkingu yfir langar vegalengdir, minnkað næmni í krosstöng og verulega aukin bandbreidd. Þessir kostir gera CPO að kjörið val fyrir gagnafrekt, orkunýtið HPC kerfi.
** Lykilmarkaðir til að horfa á: **
Aðalmarkaðurinn sem knýr þróun 2,5D og 3D umbúðatækni er án efa afkastamikil tölvutækni (HPC) geirinn. Þessar háþróuðu umbúðaaðferðir skipta sköpum til að vinna bug á takmörkunum laga Moore, sem gerir kleift að fá fleiri smára, minni og samtengingar innan eins pakka. Niðurbrot flísar gerir einnig kleift að nota hámarks nýtingu ferlishnúta milli mismunandi virkra blokka, svo sem aðgreina I/O blokkir frá vinnslublokkum, sem auka enn frekar skilvirkni.
Til viðbótar við afkastamikla tölvunarfræði (HPC) er einnig gert ráð fyrir að aðrir markaðir nái vexti með því að nota háþróaða umbúðatækni. Í 5G og 6G atvinnugreinum munu nýjungar eins og umbúðir loftnet og nýjunga flísalausnir móta framtíð þráðlausra aðgangsnet (RAN) arkitektúr. Sjálfstæð ökutæki munu einnig gagnast þar sem þessi tækni styður samþættingu skynjara svíta og tölvueininga til að vinna úr miklu magni gagna en tryggja öryggi, áreiðanleika, þéttleika, orku- og hitastjórnun og hagkvæmni.
Rafeindatækni neytenda (þ.mt snjallsímar, snjallúr, AR/VR tæki, tölvur og vinnustöðvar) beinast í auknum mæli að því að vinna úr fleiri gögnum í minni rýmum, þrátt fyrir meiri áherslu á kostnað. Advanced Semiconductor umbúðir munu gegna lykilhlutverki í þessari þróun, þó að umbúðaaðferðirnar geti verið frábrugðnar þeim sem notaðar eru í HPC.
Post Time: Okt-07-2024