Paketimi gjysmëpërçues ka evoluar nga modelet tradicionale 1D PCB në lidhjen hibride 3D të përparme në nivelin e meshës. Kjo përparim lejon ndarjen e ndërlidhjes në rangun e mikronit një-shifror, me gjerësi bandash deri në 1000 GB/s, duke ruajtur efikasitetin e lartë të energjisë. Në thelb të teknologjive të përparuara të paketimit gjysmëpërçues janë paketimi 2.5D (ku përbërësit vendosen krah për krah në një shtresë ndërmjetëse) dhe paketim 3D (i cili përfshin patate të skuqura aktive të grumbullimit vertikal). Këto teknologji janë thelbësore për të ardhmen e sistemeve HPC.
Teknologjia e paketimit 2.5D përfshin materiale të ndryshme të shtresave ndërmjetëse, secila me avantazhet dhe disavantazhet e veta. Shtresat ndërmjetësuese silikoni (SI), duke përfshirë meshat plotësisht pasive silikoni dhe urat e lokalizuara të silikonit, janë të njohura për sigurimin e aftësive më të mira të instalimeve elektrike, duke i bërë ato ideale për informatikë me performancë të lartë. Sidoqoftë, ato janë të kushtueshme për sa i përket materialeve dhe kufizimeve të prodhimit dhe fytyrës në zonën e paketimit. Për të zbutur këto çështje, përdorimi i urave të lokalizuara të silikonit po rritet, duke përdorur strategjikisht silikon ku funksionaliteti i shkëlqyeshëm është kritik ndërsa adreson kufizimet e zonës.
Shtresat e ndërmjetësimit organik, duke përdorur plastikë të formuar nga tifozët, janë një alternative më kosto-efektive për silikonin. Ata kanë një konstantë dielektrike më të ulët, e cila zvogëlon vonesën e RC në paketë. Përkundër këtyre avantazheve, shtresat organike të ndërmjetësimit luftojnë për të arritur të njëjtin nivel të zvogëlimit të tipareve të ndërlidhjes si paketimi me bazë silikoni, duke kufizuar adoptimin e tyre në aplikimet e informatikës me performancë të lartë.
Shtresat e ndërmjetësimit të qelqit kanë fituar interes të rëndësishëm, veçanërisht pas fillimit të fundit të paketimit të automjeteve të provës me bazë qelqi. Glass ofron disa avantazhe, të tilla si koeficienti i rregullueshëm i zgjerimit termik (CTE), stabiliteti dimensional i lartë, sipërfaqet e lëmuara dhe të sheshta dhe aftësia për të mbështetur prodhimin e paneleve, duke e bërë atë një kandidat premtues për shtresat e ndërmjetësit me aftësi instalimesh të krahasueshme me silikonin. Sidoqoftë, përveç sfidave teknike, pengesa kryesore e shtresave të ndërmjetësimit të qelqit është ekosistemi i papjekur dhe mungesa e tanishme e kapacitetit të prodhimit në shkallë të gjerë. Ndërsa ekosistemi piqet dhe aftësitë e prodhimit përmirësohen, teknologjitë me bazë qelqi në paketimin gjysmëpërçues mund të shohin rritje dhe adoptim të mëtejshëm.
Për sa i përket teknologjisë së paketimit 3D, lidhja hibride më pak e gungave Cu-Cu po bëhet një teknologji udhëheqëse inovative. Kjo teknikë e përparuar arrin ndërlidhje të përhershme duke kombinuar materiale dielektrike (si SiO2) me metale të ngulitura (Cu). Lidhja hibride Cu-Cu mund të arrijë hapësira nën 10 mikronë, zakonisht në rangun e mikronit një-shifror, duke përfaqësuar një përmirësim të ndjeshëm ndaj teknologjisë tradicionale të mikro-gungave, e cila ka hapësira me rreth 40-50 mikron. Përparësitë e lidhjes hibride përfshijnë rritjen e I/O, gjerësinë e brezit të përmirësuar, stacking vertikal të përmirësuar 3D, efikasitet më të mirë të energjisë dhe ulje të efekteve parazitare dhe rezistencës termike për shkak të mungesës së mbushjes së poshtme. Sidoqoftë, kjo teknologji është komplekse për të prodhuar dhe ka kosto më të larta.
Teknologjitë e paketimit 2.5D dhe 3D përfshijnë teknika të ndryshme të paketimit. Në paketimin 2.5D, në varësi të zgjedhjes së materialeve të shtresave ndërmjetësuese, ajo mund të kategorizohet në shtresa ndërmjetësuese me bazë silikoni, me bazë organike dhe me bazë qelqi, siç tregohet në figurën e mësipërme. Në paketimin 3D, zhvillimi i teknologjisë mikro-gunga synon të zvogëlojë dimensionet e ndarjes, por sot, duke adoptuar teknologjinë hibride të lidhjes (një metodë e drejtpërdrejtë e lidhjes Cu-Cu), mund të arrihen dimensionet e hapësirës me një shifër, duke shënuar përparim të rëndësishëm në këtë fushë.
** Tendencat kryesore teknologjike për tu parë: **
1. ** Zonat më të mëdha të shtresave ndërmjetësuese: ** Idtechex parashikoi më parë se për shkak të vështirësisë së shtresave ndërmjetëse silikoni që tejkalojnë një kufi të madhësisë së retikulit 3X, zgjidhjet e urës silikoni 2.5D së shpejti do të zëvendësonin shtresat e ndërmjetësit silikoni si zgjedhja kryesore për paketimin e patate të skuqura HPC. TSMC është një furnizues i madh i shtresave ndërmjetësore silikoni 2.5D për NVIDIA dhe zhvilluesit e tjerë kryesorë të HPC si Google dhe Amazon, dhe kompania kohët e fundit njoftoi prodhimin masiv të gjeneratës së saj të parë COWOS_L me një madhësi të retikulit 3.5x. Idtechex pret që kjo prirje të vazhdojë, me përparime të mëtejshme të diskutuara në raportin e tij që mbulojnë lojtarët kryesorë.
2. ** Paketimi i nivelit të panelit: ** Paketimi i nivelit të panelit është bërë një fokus domethënës, siç theksohet në ekspozitën gjysmëpërçuese ndërkombëtare të Tajvanit 2024. Kjo metodë e paketimit lejon përdorimin e shtresave më të mëdha të ndërmjetësimit dhe ndihmon në uljen e kostove duke prodhuar më shumë pako njëkohësisht. Megjithë potencialin e tij, sfida të tilla si menaxhimi i warpage ende duhet të adresohen. Rëndësia e saj në rritje pasqyron kërkesën në rritje për shtresa ndërmjetësuese më të mëdha, më kosto-efektive.
3. ** Shtresat e ndërmjetësimit të qelqit: ** Qelqi po shfaqet si një material i fortë kandidat për arritjen e instalimeve elektrike të shkëlqyera, të krahasueshme me silikonin, me avantazhe shtesë siç janë CTE e rregullueshme dhe besueshmëria më e lartë. Shtresat e ndërmjetësimit të qelqit janë gjithashtu të pajtueshëm me paketimin e nivelit të panelit, duke ofruar potencialin për instalime elektrike me densitet të lartë me kosto më të menaxhueshme, duke e bërë atë një zgjidhje premtuese për teknologjitë e ardhshme të paketimit.
4. ** Lidhja hibride HBM: ** Lidhja hibride e bakrit 3D (Cu-Cu) është një teknologji kryesore për arritjen e ndërlidhjeve vertikale të katranit ultra të ushqyera midis çipave. Kjo teknologji është përdorur në produkte të ndryshme të serverëve të nivelit të lartë, duke përfshirë AMD EPYC për SRAM dhe CPU të grumbulluara, si dhe serinë MI300 për stacking CPU/GPU blloqe në I/O vdes. Lidhja hibride pritet të luajë një rol vendimtar në përparimet e ardhshme të HBM, veçanërisht për rafte DRAM që tejkalojnë shtresat 16-HI ose 20-HI.
5. ** Pajisjet optike të bashkë-paketuara (CPO): ** Me kërkesën në rritje për xhiros më të lartë të të dhënave dhe efikasitetin e energjisë, teknologjia optike e ndërlidhjes ka fituar vëmendje të konsiderueshme. Pajisjet optike të bashkë-paketuara (CPO) po bëhen një zgjidhje kryesore për përmirësimin e gjerësisë së bandës I/O dhe zvogëlimin e konsumit të energjisë. Në krahasim me transmetimin tradicional elektrik, komunikimi optik ofron disa avantazhe, duke përfshirë dobësimin e sinjalit më të ulët në distanca të gjata, uljen e ndjeshmërisë së kryqëzimit dhe rritjen e brezit të rritur ndjeshëm. Këto avantazhe e bëjnë CPO një zgjedhje ideale për sistemet HPC me intensitet të të dhënave, me efikasitet energjetik.
** Tregjet kryesore për të parë: **
Tregu parësor që drejton zhvillimin e teknologjive të paketimit 2.5D dhe 3D është padyshim sektori i informatikës me performancë të lartë (HPC). Këto metoda të përparuara të paketimit janë thelbësore për tejkalimin e kufizimeve të ligjit të Moore, duke mundësuar më shumë transistorë, kujtesë dhe ndërlidhje brenda një pakete të vetme. Zbërthimi i çipave gjithashtu lejon përdorimin optimal të nyjeve të procesit midis blloqeve të ndryshme funksionale, siç është ndarja e blloqeve I/O nga blloqet e përpunimit, duke rritur më tej efikasitetin.
Përveç informatikës me performancë të lartë (HPC), tregjet e tjera gjithashtu pritet të arrijnë rritje përmes miratimit të teknologjive të përparuara të paketimit. Në sektorët 5G dhe 6G, risitë e tilla si antenat e paketimit dhe zgjidhjet e çipave të prera do të formojnë të ardhmen e arkitekturave të rrjetit të hyrjes pa tel (RAN). Automjetet autonome gjithashtu do të përfitojnë, pasi këto teknologji mbështesin integrimin e suitave të sensorëve dhe njësive informatike për të përpunuar sasi të mëdha të të dhënave duke siguruar sigurinë, besueshmërinë, kompaktësinë, fuqinë dhe menaxhimin termik, dhe kosto-efektivitetin.
Elektronika e konsumit (përfshirë telefonat inteligjentë, orët inteligjente, pajisjet AR/VR, PC dhe stacionet e punës) janë përqendruar gjithnjë e më shumë në përpunimin e më shumë të dhënave në hapësira më të vogla, pavarësisht një theksi më të madh në kosto. Paketimi i përparuar i gjysmëpërçuesit do të luajë një rol kryesor në këtë prirje, megjithëse metodat e paketimit mund të ndryshojnë nga ato të përdorura në HPC.
Koha e postimit: Tetor-07-2024