Puolijohdepakkaus on kehittynyt perinteisistä 1D-piirilevykuvioista huippuluokan 3D-hybridi-sitoutumiseen kiekkotasolla. Tämä eteneminen mahdollistaa yhdysliiton välin yksinumeroisella mikronialueella, kaistanleveyden ollessa jopa 1000 Gt/s säilyttäen samalla korkean energiatehokkuuden. Edistyneiden puolijohdepakkaustekniikoiden ytimessä ovat 2,5D -pakkaus (missä komponentit sijoitetaan vierekkäin välittäjäkerrokseen) ja 3D -pakkaus (joka sisältää pystysuunnassa pinoamisen aktiiviset sirut). Nämä tekniikat ovat ratkaisevan tärkeitä HPC -järjestelmien tulevaisuudelle.
2.5D -pakkaustekniikka sisältää erilaisia välittäjäkerroksen materiaaleja, joista jokaisella on omat edut ja haitat. Piilakerrokset, mukaan lukien täysin passiiviset pii-kiekot ja paikalliset piiliitit, tunnetaan tarjoavan hienoimmat johdotusominaisuudet, mikä tekee niistä ihanteellisia korkean suorituskyvyn tietojenkäsittelyyn. Ne ovat kuitenkin kalliita materiaalien ja valmistuksen suhteen sekä pakkausalueen kasvorajoituksia. Näiden kysymysten lieventämiseksi paikallisten piiliitojen käyttö kasvaa strategisesti käyttämällä piitä, joissa hieno toiminnallisuus on kriittistä, kun otetaan huomioon alueen rajoitukset.
Orgaaniset välittäjäkerrokset, jotka käyttävät tuulettimen valettuja muoveja, ovat kustannustehokkaampi vaihtoehto piille. Heillä on alempi dielektrisyysvakio, mikä vähentää RC -viivettä pakkauksessa. Näistä eduista huolimatta orgaaniset välittäjäkerrokset kamppailevat saavuttaakseen saman tason toisiinsa liittyvien ominaisuuksien vähentämisen kuin piikonpohjaiset pakkaukset, rajoittaen niiden käyttöönottoa korkean suorituskyvyn laskentasovelluksissa.
Lasien välittäjäkerrokset ovat saaneet merkittävän mielenkiinnon, etenkin Intelin äskettäin julkaisemisen lasipohjaisen testiajoneuvojen pakkaamisen jälkeen. Glass tarjoaa useita etuja, kuten säädettävä lämpölaajennuskerroin (CTE), korkean ulottuvuuden stabiilisuus, sileät ja litteät pinnat ja kyvyn tukea paneelien valmistusta, mikä tekee siitä lupaavan ehdokkaan välittäjäkerroksiin, joiden johdotusominaisuudet ovat verrattavissa piisiin. Teknisten haasteiden lisäksi lasikulkukerrosten tärkein haitta on kuitenkin epäkypsä ekosysteemi ja nykyinen laajamittaisen tuotantokapasiteetin puute. Kun ekosysteemi kypsyy ja tuotantoominaisuudet paranevat, lasipohjaiset tekniikat puolijohdepakkauksissa voi nähdä lisää kasvua ja omaksumista.
3D-pakkaustekniikan kannalta Cu-Cu Bump-Hess-hybridi-sitoutumisesta on tulossa johtava innovatiivinen tekniikka. Tämä edistynyt tekniikka saavuttaa pysyvät yhteydet yhdistämällä dielektriset materiaalit (kuten SiO2) sulautettuihin metalleihin (CU). Cu-Cu-hybridi-sidos voi saavuttaa etäisyydet alle 10 mikronia, tyypillisesti yksinumeroisella mikronialueella, mikä edustaa merkittävää parannusta perinteiseen mikro-pompiteknologiaan nähden, jonka kolkutusvälillä on noin 40-50 mikronia. Hybridi -sidoksen etuihin kuuluvat lisääntynyt I/O, parantunut kaistanleveys, parantunut 3D -pystysuuntainen pinoaminen, parempi tehotehokkuus ja vähentyneet loisten vaikutukset ja lämpövastus johtuen pohjan täytteen puuttumisesta. Tämä tekniikka on kuitenkin monimutkainen valmistukseen ja sillä on korkeammat kustannukset.
2.5D- ja 3D -pakkaustekniikat käsittävät erilaisia pakkaustekniikoita. 2,5D-pakkauksessa välittäjäkerrosmateriaalien valinnasta riippuen se voidaan luokitella piipohjaisiin, orgaanisiin ja lasipohjaisiin välittäjäkerroksiin, kuten yllä olevassa kuvassa esitetään. 3D-pakkauksessa mikro-pompitekniikan kehityksen tavoitteena on vähentää etäisyyden mittoja, mutta nykyään ottamalla käyttöön hybridi-sidostekniikka (suora Cu-Cu-yhteysmenetelmä) voidaan saavuttaa yksinumeroiset etäisyyden mitat, mikä merkitsee kentän merkittävää edistymistä.
** Tarkkailtava tärkeimmät tekniset suuntaukset: **
1. ** Suuremmat välityskerroksen alueet: ** IDTECHEX ennusti aikaisemmin, että piin välivaihekerrosten vaikeuden vuoksi, jotka ylittävät 3x -hiuskappaleen kokorajan, 2,5D Piilisilta -ratkaisut korvaavat pian piin välitasot -kerrokset ensisijaisena valintana pakkaus HPC -siruille. TSMC on tärkeä toimittaja 2,5D: n pii-välittäjäkerroksista NVIDIA: lle ja muille johtaville HPC-kehittäjille, kuten Google ja Amazon, ja yritys ilmoitti äskettäin ensimmäisen sukupolven Cowos_L: n massatuotannosta 3,5x: n hiuskokolla. IdTeChex odottaa tämän suuntauksen jatkuvan, ja lisäkysymyksiä, joita käsitellään raportissaan, joka kattaa suuret toimijat.
2. ** Paneelin tason pakkaus: ** Paneelin tason pakkauksista on tullut merkittävä painopiste, sellaisena kuin se on korostettu 2024 Taiwanin kansainvälisessä puolijohde-näyttelyssä. Tämä pakkausmenetelmä mahdollistaa suurempien välitasojen käytön ja auttaa vähentämään kustannuksia tuottamalla enemmän paketteja samanaikaisesti. Mahdollisuuksistaan huolimatta haasteisiin, kuten loimipäällikkö, on vielä puututtava. Sen kasvava näkyvyys heijastaa kasvavaa kysyntää suurempien, kustannustehokkaampien välitasojen.
3. ** Lasilasien välittäjäkerrokset: ** Lasi on tulossa vahvaksi ehdokasmateriaaliksi hienon johdotuksen saavuttamiseksi, verrattavissa piisiin, lisäetuihin, kuten säädettävä CTE ja korkeampi luotettavuus. Lasien välittäjäkerrokset ovat myös yhteensopivia paneelitason pakkausten kanssa, ja ne tarjoavat potentiaalin tiheän johdotukseen hallittavissa olevilla kustannuksilla, mikä tekee siitä lupaavan ratkaisun tuleville pakkaustekniikoille.
4 Tätä tekniikkaa on käytetty erilaisissa huippuluokan palvelintuotteissa, mukaan lukien AMD EPYC: n pinottu SRAM ja CPUS, samoin kuin MI300-sarja CPU/GPU-lohkojen pinoamiseksi I/O-kuolemaan. Hybridi-sitoutumisen odotetaan olevan ratkaiseva rooli tulevassa HBM-edistyksessä, etenkin DRAM-pinoissa, jotka ylittävät 16-HI- tai 20-HI-kerroksia.
5. ** Pakotetut optiset laitteet (CPO): ** Korkeamman datan läpimenon ja tehotehokkuuden kasvavan kysynnän myötä optinen liitostekniikka on saanut huomattavaa huomiota. Yhteispakattujen optisten laitteiden (CPO) on tulossa avain ratkaisu I/O-kaistanleveyden parantamiseksi ja energiankulutuksen vähentämiseksi. Verrattuna perinteiseen sähkösiirtoon, optinen viestintä tarjoaa useita etuja, mukaan lukien alhaisempi signaalin vaimennus pitkillä etäisyyksillä, vähentynyt ristikkäin herkkyys ja merkittävästi lisääntynyt kaistanleveys. Nämä edut tekevät CPO: sta ihanteellisen valinnan tietointensiivisiin, energiatehokkaisiin HPC-järjestelmiin.
** Katsovat avainmarkkinat: **
Päämarkkinat, jotka ohjaavat 2,5D- ja 3D-pakkaustekniikan kehitystä, ovat epäilemättä korkean suorituskyvyn tietojenkäsittely (HPC). Nämä edistyneet pakkausmenetelmät ovat ratkaisevan tärkeitä Mooren lain rajoitusten voittamiseksi, mikä mahdollistaa enemmän transistoreita, muistia ja yhteyksiä yhdessä paketissa. Sirujen hajoaminen mahdollistaa myös prosessisolmujen optimaalisen hyödyntämisen eri funktionaalisten lohkojen välillä, kuten I/O -lohkojen erottamisen prosessointilohkoista, mikä parantaa edelleen tehokkuutta.
Korkean suorituskyvyn tietojenkäsittelyn (HPC) lisäksi myös muiden markkinoiden odotetaan saavuttavan kasvun ottamalla käyttöön edistyneitä pakkaustekniikoita. 5G- ja 6G-aloilla innovaatiot, kuten pakkausantennit ja huippuluokan siruratkaisut, muotoilevat langattoman pääsyverkon (RAN) tulevaisuuden arkkitehtuurit. Autonomiset ajoneuvot hyötyvät myös, koska nämä tekniikat tukevat anturiviittien ja laskentayksiköiden integrointia suurten tietojen käsittelemiseksi samalla turvallisuuden, luotettavuuden, kompaktiuden, voiman ja lämmönhallinnan sekä kustannustehokkuuden varmistamiseksi.
Kulutuselektroniikka (mukaan lukien älypuhelimet, älykellot, AR/VR -laitteet, PC: t ja työasemat) keskittyvät yhä enemmän tietojen käsittelyyn pienemmissä tiloissa huolimatta kustannusten korostamisesta. Edistyneellä puolijohdepakkauksella on avainasemassa tässä suuntauksessa, vaikka pakkausmenetelmät voivat poiketa HPC: ssä käytetyistä.
Viestin aika: Lokakuu-07-2024