A félvezető csomagolás a hagyományos 1D NYÁK-mintákról a RODEDMEDED 3D hibrid kötésre fejlődött az ostya szintjén. Ez az előrelépés lehetővé teszi az összekapcsolási távolságot az egy számjegyű mikrontartományban, sávszélességgel akár 1000 GB/s-ig, miközben fenntartja a nagy energiahatékonyságot. A fejlett félvezető csomagolási technológiák középpontjában a 2,5D csomagolás található (ahol az alkatrészeket egy közbenső rétegre helyezik) és a 3D -s csomagolást (amely magában foglalja az aktív chipek vertikálisan egymásra rakását). Ezek a technológiák kulcsfontosságúak a HPC rendszerek jövője szempontjából.
A 2.5D csomagolási technológia különféle közbenső rétegű anyagokat foglal magában, mindegyiknek megvan a saját előnye és hátránya. A szilícium (SI) közvetítő rétegek, beleértve a teljesen passzív szilícium-ostyákat és a lokalizált szilíciumhidakat, ismertek a legfinomabb vezetékképességek biztosításáról, így ideálisak a nagy teljesítményű számítástechnikához. Ezek azonban az anyagok és a gyártás, valamint a csomagolási területek korlátozásai szempontjából költségesek. E kérdések enyhítése érdekében a lokalizált szilíciumhidak használata növekszik, stratégiailag alkalmazza a szilíciumot, ahol a finom funkcionalitás kritikus jelentőségű, miközben foglalkozik a terület korlátozásaival.
Az ökológiai közvetítő rétegek, ventilátoros öntött műanyagok felhasználásával, költséghatékonyabb alternatíva a szilíciumnak. Alacsonyabb dielektromos állandójuk van, ami csökkenti az RC késleltetését a csomagban. Ezen előnyök ellenére az organikus közbenső rétegek küzdenek azért, hogy ugyanolyan szintű összekapcsolási szolgáltatások csökkentését érjék el, mint a szilícium-alapú csomagolás, korlátozva azok elfogadását a nagy teljesítményű számítástechnikai alkalmazásokban.
Az üveg közbenső rétegek jelentős érdeklődést mutattak, különös tekintettel az Intel nemrégiben elindított üveg alapú tesztjármű-csomagolására. Az üveg számos előnyt kínál, mint például a hőtágulási (CTE) állítható együtthatót, a nagy dimenziós stabilitást, a sima és a lapos felületeket, valamint a panelek gyártásának támogatásának képességét, így ígéretes jelölt lesz a közvetítő rétegekhez, amelyek huzalozási képességeihez hasonlóan összehasonlíthatók a huzalozási képességekkel. A műszaki kihívásokon kívül az üvegközpontú rétegek fő hátránya azonban az éretlen ökoszisztéma és a nagyszabású termelési kapacitás jelenlegi hiánya. Ahogy az ökoszisztéma érlelődik és a termelési képességek javulnak, az üveg alapú technológiák a félvezető csomagolásban további növekedést és elfogadást tapasztalhatnak.
A 3D-s csomagolási technológia szempontjából a Cu-Cu-CU-nélküli hibrid kötés vezető innovatív technológiává válik. Ez a fejlett technika állandó összekapcsolódásokat ér el a dielektromos anyagok (például az SIO2) és a beágyazott fémek (CU) kombinálásával. A Cu-Cu hibrid kötés 10 mikron alatti távolságot érhet el, jellemzően az egyjegyű mikrontartományban, ami jelentős javulást jelent a hagyományos mikro-dump technológiához képest, amelynek kb. A hibrid kötés előnyei között szerepel a megnövekedett I/O, a fokozott sávszélesség, a javított 3D függőleges rakás, a jobb energiahatékonyság, valamint az alsó töltés hiánya miatt csökkentett parazita hatások és hőkezelőség. Ez a technológia azonban bonyolult a gyártáshoz, és magasabb költségekkel jár.
A 2.5D és a 3D csomagolási technológiák különféle csomagolási technikákat foglalnak magukban. A 2.5D-es csomagolásban, a közvetítő rétegek megválasztásától függően, szilícium-alapú, organikus és üveg alapú közvetítő rétegekbe sorolható, amint azt a fenti ábra mutatja. A 3D-s csomagolás során a mikro-bump-technológia fejlesztése célja a távolsági dimenziók csökkentése, ám manapság a hibrid kötési technológia (közvetlen Cu-Cu csatlakozási módszer) elfogadásával az egyszámjegyű távolsági dimenziók érhetők el, jelezve a mezőben jelentős előrelépést.
** Főbb technológiai trendek nézni: **
1. ** Nagyobb közvetítői rétegek: ** Az IdTechex korábban azt jósolta, hogy a 3x retikli méretkorlátot meghaladó szilícium -közvetítő rétegek nehézsége miatt a 2,5D -s szilícium -hídoldatok hamarosan felváltják a szilícium -közvetítő rétegeket, mint a HPC chips csomagolásának elsődleges választása. A TSMC az NVIDIA és más vezető HPC fejlesztők számára, például a Google és az Amazon, a 2,5D szilícium-közvetítő rétegek egyik fő szállítója, és a cég nemrégiben bejelentette, hogy első generációs COWOS_L tömegtermelése 3,5-szeres retikli méretű. Az IDTeChex azt várja el, hogy ez a tendencia folytatódjon, a jelentésben tárgyalt további előrelépésekkel, amelyek a fő szereplőkről szólnak.
2. ** Panel-szintű csomagolás: ** A panelszintű csomagolás jelentős hangsúlyt fektetett, amint azt a 2024-es tajvani Nemzetközi Semiconductor kiállítás kiemelte. Ez a csomagolási módszer lehetővé teszi a nagyobb közvetítő rétegek használatát, és segít csökkenteni a költségeket azáltal, hogy egyidejűleg több csomagot készít. Potenciálja ellenére továbbra is foglalkozni kell a kihívásokkal, mint például a Warpage Management. Egyre növekvő hangsúlya tükrözi a nagyobb, költséghatékonyabb közvetítő rétegek iránti növekvő igényt.
3. ** Üvegközvetítő rétegek: ** Az üveg erős jelölt anyagként jelenik meg a finom vezetékek eléréséhez, összehasonlítható a szilíciummal, további előnyökkel, például állítható CTE -vel és nagyobb megbízhatósággal. Az üveg közbenső rétegek szintén kompatibilisek a panel-szintű csomagolással, amely a nagy sűrűségű vezetékek kezelhetőbb költségeivel rendelkezik, így ígéretes megoldást jelent a jövőbeli csomagolási technológiák számára.
4. Ezt a technológiát különféle csúcskategóriás szerver termékekben használták, beleértve az AMD EPYC-t a halmozott SRAM-hez és a CPU-khoz, valamint az MI300 sorozatot a CPU/GPU blokkok egymásra rakására az I/O Halálon. A hibrid kötés várhatóan döntő szerepet játszik a HBM jövőbeli fejlődésében, különösen a 16-Hi vagy 20-Hi rétegeket meghaladó DRAM-övek esetében.
5. A társcsomagolt optikai eszközök (CPO) kulcsfontosságú megoldássá válnak az I/O sávszélesség javításához és az energiafogyasztás csökkentéséhez. A hagyományos elektromos átvitelhez képest az optikai kommunikáció számos előnyt kínál, ideértve az alacsonyabb távolságonkénti alacsonyabb szintű csillapítást, a csökkentett áthallási érzékenységet és a szignifikánsan megnövekedett sávszélességet. Ezek az előnyök miatt a CPO ideális választás az adatintenzív, energiahatékony HPC rendszerek számára.
** Kulcspiacok nézni: **
A 2.5D és 3D csomagolási technológiák fejlesztését elősegítő elsődleges piac kétségtelenül a nagy teljesítményű számítástechnika (HPC) ágazat. Ezek a fejlett csomagolási módszerek kulcsfontosságúak a Moore törvényének korlátozásainak leküzdéséhez, lehetővé téve több tranzisztort, memóriát és összekapcsolódást egyetlen csomagon belül. A chipek bomlása lehetővé teszi a folyamatcsomópontok optimális felhasználását a különböző funkcionális blokkok között, például az I/O blokkok elválasztását a feldolgozó blokkoktól, tovább fokozza a hatékonyságot.
A nagyteljesítményű számítástechnika (HPC) mellett más piacoktól is várhatóan növekedni fognak a fejlett csomagolási technológiák elfogadása révén. Az 5G és a 6G ágazatokban az olyan innovációk, mint a csomagolási antennák és az élvonalbeli chip-megoldások, kialakítják a vezeték nélküli hozzáférési hálózat (RAN) architektúrák jövőjét. Az autonóm járművek szintén előnyösek lesznek, mivel ezek a technológiák támogatják az érzékelő lakosztályok és a számítási egységek integrációját a nagy mennyiségű adat feldolgozásához, miközben biztosítják a biztonságot, a megbízhatóságot, a kompaktságot, az energiát és a hőgazdálkodást, valamint a költséghatékonyságot.
A fogyasztói elektronika (beleértve az okostelefonokat, az intelligens órákat, az AR/VR eszközöket, a PC -ket és a munkaállomásokat) egyre inkább arra koncentrál, hogy több adatot feldolgozzon a kisebb terekben, annak ellenére, hogy a költségekre nagyobb hangsúlyt fektetnek. A fejlett félvezető csomagolás kulcsszerepet játszik ebben a tendenciában, bár a csomagolási módszerek eltérhetnek a HPC -ben alkalmazott módszerektől.
A postai idő: október-07-2024