Жарым өткөргүчтүү таңгак салттуу 1D ПХБ конструкцияларынан пластинка деңгээлинде заманбап 3D гибриддик байланышка чейин өзгөрдү. Бул прогресс жогорку энергия эффективдүүлүгүн сактоо менен бирге, 1000 ГБ/сек чейин өткөрүү жөндөмдүүлүгү менен бир орундуу микрон диапазонунда өз ара байланыштарды түзүүгө мүмкүндүк берет. Жарым өткөргүчтүү таңгактоо технологияларынын өзөгүн 2,5D таңгактоо (компоненттер аралык катмарга жанаша жайгаштырылган) жана 3D таңгактоо (активдүү микросхемалардын вертикалдуу тизилишин камтыйт) түзөт. Бул технологиялар HPC системаларынын келечеги үчүн өтө маанилүү болуп саналат.
2.5D пакеттөө технологиясы ар кандай ортомчу катмар материалдарын камтыйт, алардын ар бири өзүнүн артыкчылыктары жана кемчиликтери бар. Кремний (Si) ортомчу катмарлары, анын ичинде толугу менен пассивдүү кремний пластиналары жана локализацияланган кремний көпүрөлөрү, зымдарды өткөрүүнүн эң мыкты мүмкүнчүлүктөрү менен белгилүү жана аларды жогорку өндүрүмдүүлүктөгү эсептөө үчүн идеалдуу кылат. Бирок, алар материалдар жана өндүрүш жагынан кымбат жана таңгактоо тармагында чектөөлөргө туш болушат. Бул маселелерди жумшартуу үчүн локализацияланган кремний көпүрөлөрүн колдонуу көбөйүүдө, ал жерде кремнийди стратегиялык түрдө колдонот, мында аймактын чектөөлөрүн чечүүдө жакшы функциялар маанилүү.
Органикалык ортомчу катмарлар, желдеткичтүү калыптанган пластмассаларды колдонуу менен кремнийге үнөмдүү альтернатива болуп саналат. Алар пакетте RC кечигүү азайтат, төмөнкү диэлектрик туруктуу бар. Бул артыкчылыктарга карабастан, органикалык ортомчу катмарлар кремний негизиндеги таңгактоо сыяктуу өз ара байланыштын өзгөчөлүгүн азайтуу деңгээлине жетүү үчүн күрөшүп, алардын жогорку өндүрүмдүүлүктөгү эсептөө колдонмолорунда колдонулушун чектейт.
Айнек ортомчу катмарлары, айрыкча Intel жакында айнек негизиндеги сыноо унаа таңгагын ишке киргизгенден кийин, олуттуу кызыгууну жаратты. Айнек бир нече артыкчылыктарды сунуштайт, мисалы, жылуулук кеңейүүнүн жөнгө салынуучу коэффициенти (CTE), жогорку өлчөмдүү туруктуулук, жылмакай жана жалпак беттер жана панель өндүрүшүн колдоо мүмкүнчүлүгү, бул кремний менен салыштырууга болот зымдары менен ортомчу катмарлар үчүн келечектүү талапкер. Бирок, техникалык кыйынчылыктардан тышкары, айнек ортомчу катмарларынын негизги кемчилиги - жетиле элек экосистема жана азыркы учурда ири өндүрүштүк кубаттуулуктун жоктугу. Экосистема жетилип, өндүрүш мүмкүнчүлүктөрү жакшырган сайын, жарым өткөргүчтүү таңгактагы айнек технологиялары андан ары өсүп, кабыл алынышы мүмкүн.
3D таңгактоо технологиясы жагынан Cu-Cu бүдүрчөсүз гибриддик байланыш алдыңкы инновациялык технологияга айланууда. Бул өркүндөтүлгөн ыкма диэлектрдик материалдарды (мисалы, SiO2) камтылган металлдар (Cu) менен айкалыштыруу аркылуу туруктуу өз ара байланыштарды камсыз кылат. Cu-Cu гибриддик байланышы 10 микрондон төмөн аралыктарга жетиши мүмкүн, адатта бир орундуу микрон диапазонунда, бул 40-50 микронго жакын дөңгөлөк аралыктары бар салттуу микро-буп технологиясына караганда бир кыйла жакшырды. Гибриддик байланыштын артыкчылыктарына I/Oнун көбөйүшү, өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн жогорулашы, жакшыртылган 3D вертикалдык стекинг, жакшыраак кубаттуулуктун эффективдүүлүгү жана ылдыйкы толтуруунун жоктугунан улам мителик эффекттердин жана жылуулукка каршылыктын төмөндөшү кирет. Бирок, бул технологияны өндүрүү татаал жана кымбатыраак.
2.5D жана 3D пакеттөө технологиялары ар кандай таңгактоо ыкмаларын камтыйт. 2.5D таңгагында, ортоңку катмар материалдарын тандоого жараша, жогорудагы сүрөттө көрсөтүлгөндөй, кремний, органикалык жана айнек негизиндеги ортомчу катмарларга бөлүнөт. 3D таңгактоодо, микро-буп технологиясын өнүктүрүү аралык өлчөмдөрүн азайтуу максатын көздөйт, бирок бүгүнкү күндө гибриддик байланыш технологиясын (түз Cu-Cu туташтыруу ыкмасы) колдонуу менен бир орундуу аралык өлчөмдөрүнө жетишүүгө болот, бул тармакта олуттуу прогрессти белгилейт. .
**Көрүү үчүн негизги технологиялык тенденциялар:**
1. ** Чоңураак ортомчу катмар аймактары:** IDTechEx мурда алдын ала айткан эле, кремний ортомчу катмарларынын 3x торчо өлчөмү чегинен ашкан кыйынчылыгынан улам, 2.5D кремний көпүрөсү чечимдери жакында HPC чиптерин таңгактоо үчүн негизги тандоо катары кремний ортомчу катмарларын алмаштырат. TSMC NVIDIA жана Google жана Amazon сыяктуу башка алдыңкы HPC иштеп чыгуучулары үчүн 2.5D кремний ортомчу катмарларынын негизги жеткирүүчүсү болуп саналат жана жакында компания өзүнүн биринчи муундагы CoWoS_L 3.5x торчо өлчөмү менен массалык өндүрүшүн жарыялады. IDTechEx бул тенденцияны улантат деп күтөт жана андан аркы жетишкендиктер негизги оюнчуларды камтыган баяндамасында талкууланат.
2. **Панел деңгээлиндеги таңгактоо:** Панел деңгээлиндеги таңгак 2024-жылы Тайвандагы эл аралык жарым өткөргүчтөр көргөзмөсүндө баса белгиленгендей, маанилүү багыт болуп калды. Бул таңгактоо ыкмасы чоңураак ортомчу катмарларды колдонууга мүмкүндүк берет жана бир эле учурда көбүрөөк пакеттерди өндүрүү менен чыгымдарды азайтууга жардам берет. Потенциалына карабастан, warpage башкаруу сыяктуу көйгөйлөр дагы эле чечилиши керек. Анын барган сайын чоңоюшу чоңураак, үнөмдүү ортомчу катмарларга болгон суроо-талапты чагылдырат.
3. **Айнек ортомчу катмарлары:** Айнек кремний менен салыштырууга мүмкүн болгон жакшы өткөргүчтөргө жетишүү үчүн күчтүү талапкер материал катары пайда болууда, ал жөнгө салынуучу CTE жана жогорку ишенимдүүлүк сыяктуу кошумча артыкчылыктарга ээ. Айнек ортомчу катмарлары ошондой эле панелдик деңгээлдеги таңгак менен шайкеш келип, жогорку тыгыздыктагы зымдарды башкарууга мүмкүн болгон потенциалды сунуштайт, бул келечектеги таңгактоо технологиялары үчүн келечектүү чечим болуп саналат.
4. **HBM Hybrid Bonding:** 3D жез-жез (Cu-Cu) гибриддик байланыш микросхемалардын ортосундагы өтө майда чайыр вертикалдуу өз ара байланыштарга жетишүү үчүн негизги технология. Бул технология ар кандай жогорку сапаттагы сервердик өнүмдөрүндө, анын ичинде топтолгон SRAM жана CPU үчүн AMD EPYC, ошондой эле CPU/GPU блокторун киргизүү/чыгаруу өлчөмдөрүндө топтоо үчүн MI300 серияларында колдонулган. Гибриддик байланыш келечектеги HBM жетишкендиктеринде, өзгөчө 16-Hi же 20-Hi катмарларынан ашкан DRAM стектери үчүн чечүүчү ролду ойнойт деп күтүлүүдө.
5. **Co-Packaged Optical Devices (CPO):** Берилиштерди өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн жана кубаттуулуктун эффективдүүлүгүнө болгон суроо-талаптын өсүшү менен оптикалык интерконнект технологиясы чоң көңүл бура баштады. Ко-пакеттелген оптикалык түзүлүштөр (CPO) киргизүү/чыгаруу өткөрүү жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу жана энергия керектөөнү азайтуу үчүн негизги чечимге айланууда. Салттуу электр берүү менен салыштырганда, оптикалык байланыш бир нече артыкчылыктарды сунуштайт, анын ичинде алыскы аралыкта сигналдын азайышы, кайчылаш сезгичтиктин төмөндөшү жана өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн кыйла жогорулашы. Бул артыкчылыктар CPO маалыматты интенсивдүү, энергияны үнөмдөөчү HPC системалары үчүн идеалдуу тандоо кылат.
**Көрүү үчүн негизги базарлар:**
2.5D жана 3D таңгактоо технологияларынын өнүгүшүнө түрткү болгон негизги рынок, албетте, жогорку өндүрүмдүүлүктөгү эсептөө (HPC) сектору. Бул өркүндөтүлгөн таңгактоо ыкмалары Мур Мыйзамынын чектөөлөрүн жеңүү үчүн өтө маанилүү болуп, бир пакеттин ичинде көбүрөөк транзисторлорду, эстутумдарды жана өз ара байланыштарды камсыз кылат. Чиптердин декомпозициясы ошондой эле ар кандай функционалдык блоктордун ортосундагы процесс түйүндөрүн оптималдуу пайдаланууга мүмкүндүк берет, мисалы, киргизүү/чыгаруу блокторун иштетүү блокторунан бөлүү, эффективдүүлүктү андан ары жогорулатуу.
Жогорку өндүрүмдүүлүктөгү эсептөөлөрдөн (HPC) тышкары, башка рыноктор да алдыңкы пакеттөө технологияларын кабыл алуу аркылуу өсүшкө жетиши күтүлүүдө. 5G жана 6G секторлорунда таңгактоочу антенналар жана алдыңкы чип чечимдери сыяктуу инновациялар зымсыз жетүү тармагынын (RAN) архитектурасынын келечегин түзөт. Автономдуу унаалар да пайда көрөт, анткени бул технологиялар коопсуздукту, ишенимдүүлүктү, компакттуулукту, кубаттуулукту жана жылуулукту башкарууну жана экономикалык эффективдүүлүктү камсыз кылуу менен бирге чоң көлөмдөгү маалыматтарды иштетүү үчүн сенсордук топтомдорду жана эсептөө бирдиктерин интеграциялоону колдойт.
Керектөөчү электроника (анын ичинде смартфондор, акылдуу сааттар, AR/VR түзмөктөрү, жеке компьютерлер жана жумушчу станциялар) баасына көбүрөөк басым жасалганына карабастан, барган сайын көбүрөөк маалыматты майда мейкиндиктерде иштетүүгө багытталган. Өркүндөтүлгөн жарым өткөргүч таңгактоо бул тенденцияда негизги ролду ойнойт, бирок таңгактоо ыкмалары HPCде колдонулгандардан айырмаланышы мүмкүн.
Посттун убактысы: 25-окт.2024