Healgeleiderferpakking is evoluearre fan tradisjonele 1D PCB-ûntwerpen nei baanbrekkende 3D hybride bonding op wafernivo. Dizze foarútgong makket ynterferbiningsôfstân mooglik yn it iensiferige mikronberik, mei bânbreedten oant 1000 GB/s, wylst hege enerzjy-effisjinsje behâlden wurdt. Yn 'e kearn fan avansearre healgeleiderferpakkingstechnologyen binne 2.5D-ferpakking (wêrby't komponinten neist elkoar op in tuskenlaach pleatst wurde) en 3D-ferpakking (wêrby't aktive chips fertikaal stapelje wurde). Dizze technologyen binne krúsjaal foar de takomst fan HPC-systemen.
2.5D-ferpakkingstechnology omfettet ferskate tuskenlaachmaterialen, elk mei syn eigen foar- en neidielen. Silisium (Si) tuskenlagen, ynklusyf folslein passive silisiumwafers en lokalisearre silisiumbrêgen, steane bekend om it leverjen fan de bêste bedradingsmooglikheden, wêrtroch't se ideaal binne foar hege-prestaasjekompjûters. Se binne lykwols djoer yn termen fan materialen en produksje en hawwe beheiningen yn ferpakkingsromte. Om dizze problemen te ferminderjen, nimt it gebrûk fan lokalisearre silisiumbrêgen ta, wêrby't strategysk silisium brûkt wurdt wêr't fynfunksjonaliteit kritysk is, wylst tagelyk gebietsbeperkingen oanpakt wurde.
Organyske tuskenlagen, mei gebrûk fan útgetten plestik, binne in kosteneffektiver alternatyf foar silisium. Se hawwe in legere diëlektryske konstante, wat de RC-fertraging yn it pakket ferminderet. Nettsjinsteande dizze foardielen hawwe organyske tuskenlagen muoite om itselde nivo fan fermindering fan ynterferbiningsfunksjes te berikken as silisium-basearre ferpakking, wêrtroch't se net mear brûkt wurde kinne yn hege-prestaasje kompjûterapplikaasjes.
Glêzen tuskenlagen hawwe flinke belangstelling krigen, benammen nei de resinte lansearring fan Intel fan glês-basearre testauto-ferpakking. Glês biedt ferskate foardielen, lykas ferstelbere termyske útwreidingskoëffisjint (CTE), hege dimensjonele stabiliteit, glêde en platte oerflakken, en de mooglikheid om panielproduksje te stypjen, wêrtroch it in belofte kandidaat is foar tuskenlagen mei bedradingsmooglikheden fergelykber mei silisium. Neist technyske útdagings is it wichtichste neidiel fan glêzen tuskenlagen lykwols it ûnrype ekosysteem en it hjoeddeistige gebrek oan grutskalige produksjekapasiteit. As it ekosysteem folwoeksener wurdt en de produksjemooglikheden ferbetterje, kinne glês-basearre technologyen yn healgeleiderferpakking fierdere groei en oannimmen sjen.
Wat 3D-ferpakkingstechnology oanbelanget, wurdt Cu-Cu bump-less hybride bonding in liedende ynnovative technology. Dizze avansearre technyk berikt permaninte ferbiningen troch diëlektryske materialen (lykas SiO2) te kombinearjen mei ynbêde metalen (Cu). Cu-Cu hybride bonding kin ôfstânen ûnder 10 mikron berikke, typysk yn it iensiferige mikronberik, wat in wichtige ferbettering fertsjintwurdiget yn ferliking mei tradisjonele mikro-bumptechnology, dy't bump-ôfstannen hat fan sawat 40-50 mikron. De foardielen fan hybride bonding omfetsje ferhege I/O, ferbettere bânbreedte, ferbettere 3D fertikale stapeling, bettere enerzjy-effisjinsje, en fermindere parasitêre effekten en termyske wjerstân troch de ôfwêzigens fan boaiemfolling. Dizze technology is lykwols kompleks te produsearjen en hat hegere kosten.
2.5D- en 3D-ferpakkingstechnologyen omfetsje ferskate ferpakkingstechniken. Yn 2.5D-ferpakking kin it, ôfhinklik fan 'e kar fan tuskenlaachmaterialen, wurde yndield yn tuskenlagen op basis fan silisium, op organyske basis en op glês, lykas te sjen is yn 'e boppesteande figuer. Yn 3D-ferpakking is de ûntwikkeling fan mikro-bumptechnology rjochte op it ferminderjen fan ôfstânsôfmjittings, mar hjoed de dei kinne, troch it brûken fan hybride bondingtechnology (in direkte Cu-Cu-ferbiningsmetoade), iensiferige ôfstânsôfmjittings berikt wurde, wat wichtige foarútgong op dit mêd markearret.
**Wichtige technologyske trends om yn 'e gaten te hâlden:**
1. **Gruttere tuskenlizzende laachgebieten:** IDTechEx foarsei earder dat fanwegen de muoite fan silisium tuskenlizzende lagen dy't in 3x reticule-gruttelimyt oerskriuwe, 2.5D silisiumbrêge-oplossingen gau silisium tuskenlizzende lagen ferfange soene as de primêre kar foar it ferpakken fan HPC-chips. TSMC is in wichtige leveransier fan 2.5D silisium tuskenlizzende lagen foar NVIDIA en oare liedende HPC-ûntwikkelders lykas Google en Amazon, en it bedriuw kundige koartlyn massaproduksje oan fan syn earste generaasje CoWoS_L mei in 3.5x reticule-grutte. IDTechEx ferwachtet dat dizze trend trochset, mei fierdere foarútgong dy't besprutsen wurdt yn har rapport oer wichtige spilers.
2. **Ferpakking op panielnivo:** Ferpakking op panielnivo is in wichtige fokus wurden, lykas markearre op 'e Taiwan International Semiconductor Exhibition fan 2024. Dizze ferpakkingsmetoade makket it mooglik om gruttere tuskenlagen te brûken en helpt kosten te ferminderjen troch mear pakketten tagelyk te produsearjen. Nettsjinsteande syn potinsjeel moatte útdagings lykas warpagebehear noch oanpakt wurde. De tanimmende promininsje reflektearret de groeiende fraach nei gruttere, kosteneffektiver tuskenlagen.
3. **Tuskenlizzende lagen fan glês:** Glês ûntstiet as in sterk kandidaatmateriaal foar it berikken fan fyn bedrading, fergelykber mei silisium, mei ekstra foardielen lykas ferstelbere CTE en hegere betrouberens. Tuskenlizzende lagen fan glês binne ek kompatibel mei ferpakking op panielnivo, wat de mooglikheid biedt foar bedrading mei hege tichtheid tsjin behearsbere kosten, wêrtroch it in beloftefolle oplossing is foar takomstige ferpakkingstechnologyen.
4. **HBM Hybrid Bonding:** 3D koper-koper (Cu-Cu) hybride bonding is in wichtige technology foar it berikken fan ultra-fijne fertikale ferbiningen tusken chips. Dizze technology is brûkt yn ferskate high-end serverprodukten, ynklusyf AMD EPYC foar stapele SRAM en CPU's, lykas de MI300-searje foar it stapeljen fan CPU/GPU-blokken op I/O-dies. Hybride bonding wurdt ferwachte in krúsjale rol te spyljen yn takomstige HBM-foarútgong, foaral foar DRAM-stacks dy't mear as 16-Hi- of 20-Hi-lagen hawwe.
5. **Mei-inoar ferpakte optyske apparaten (CPO):** Mei de tanimmende fraach nei hegere gegevenstrochfier en enerzjy-effisjinsje hat optyske ynterferbiningstechnology flinke oandacht krigen. Mei-inoar ferpakte optyske apparaten (CPO) wurde in wichtige oplossing foar it ferbetterjen fan I/O-bânbreedte en it ferminderjen fan enerzjyferbrûk. Yn ferliking mei tradisjonele elektryske oerdracht biedt optyske kommunikaasje ferskate foardielen, ynklusyf legere sinjaalferswakking oer lange ôfstannen, fermindere gefoelichheid foar oerspraak en in signifikant ferhege bânbreedte. Dizze foardielen meitsje CPO in ideale kar foar gegevensintensive, enerzjy-effisjinte HPC-systemen.
**Wichtige merken om yn 'e gaten te hâlden:**
De primêre merk dy't de ûntwikkeling fan 2.5D- en 3D-ferpakkingstechnologyen oandriuwt, is sûnder mis de sektor foar hege prestaasjes kompjûters (HPC). Dizze avansearre ferpakkingsmetoaden binne krúsjaal foar it oerwinnen fan 'e beheiningen fan' e wet fan Moore, wêrtroch't mear transistors, ûnthâld en ynterferbiningen binnen ien pakket mooglik binne. De ûntbining fan chips makket ek optimale benutting fan prosesknooppunten tusken ferskate funksjonele blokken mooglik, lykas it skieden fan I/O-blokken fan ferwurkingsblokken, wêrtroch't de effisjinsje fierder ferbettere wurdt.
Neist hege-prestaasjekompjûters (HPC) wurdt ferwachte dat oare merken ek groei sille berikke troch it oannimmen fan avansearre ferpakkingstechnologyen. Yn 'e 5G- en 6G-sektoaren sille ynnovaasjes lykas ferpakkingsantennes en baanbrekkende chipoplossingen de takomst fan draadloze tagongsnetwurk (RAN)-arsjitektueren foarmje. Autonome auto's sille ek profitearje, om't dizze technologyen de yntegraasje fan sensorsuites en kompjûterienheden stypje om grutte hoemannichten gegevens te ferwurkjen, wylst feiligens, betrouberens, kompaktheid, enerzjy- en termysk behear, en kosten-effektiviteit wurde garandearre.
Konsuminte-elektroanika (ynklusyf smartphones, smartwatches, AR/VR-apparaten, PC's en wurkstasjons) rjochtsje har hieltyd mear op it ferwurkjen fan mear gegevens yn lytsere romten, nettsjinsteande in gruttere klam op kosten. Avansearre healgeleiderferpakking sil in wichtige rol spylje yn dizze trend, hoewol de ferpakkingsmetoaden kinne ferskille fan dy brûkt yn HPC.
Pleatsingstiid: 7 oktober 2024