Yarimo'tkazgichli qadoqlash an'anaviy 1D PCB dizaynlaridan gofret darajasida zamonaviy 3D gibrid bog'lanishga aylandi. Ushbu taraqqiyot yuqori energiya samaradorligini saqlab, 1000 Gb/s gacha bo'lgan tarmoqli kengligi bilan bir xonali mikron diapazonida o'zaro aloqa oralig'ini ta'minlaydi. Yarim o'tkazgichli qadoqlashning ilg'or texnologiyalarining asosini 2,5D qadoqlash (bu erda komponentlar oraliq qatlamda yonma-yon joylashtirilgan) va 3D qadoqlash (bu faol chiplarni vertikal ravishda joylashtirishni o'z ichiga oladi). Ushbu texnologiyalar HPC tizimlarining kelajagi uchun juda muhimdir.
2.5D qadoqlash texnologiyasi har xil oraliq qatlamli materiallarni o'z ichiga oladi, ularning har biri o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega. Silikon (Si) oraliq qatlamlari, shu jumladan to'liq passiv kremniy gofretlari va mahalliy kremniy ko'priklar eng yaxshi simlarni ulash imkoniyatlarini taqdim etishi bilan mashhur bo'lib, ularni yuqori unumdorlikdagi hisoblash uchun ideal qiladi. Biroq, ular materiallar va ishlab chiqarish jihatidan qimmatga tushadi va qadoqlash sohasida cheklovlarga duch keladi. Ushbu muammolarni yumshatish uchun mahalliylashtirilgan kremniy ko'priklaridan foydalanish ortib bormoqda, bunda kremniydan strategik foydalaniladi, bunda hududdagi cheklovlarni hal qilishda nozik funksionallik muhim ahamiyatga ega.
Fan-out kalıplanmış plastmassalardan foydalangan holda organik vositachi qatlamlar kremniyga nisbatan tejamkorroq muqobildir. Ular pastroq dielektrik o'tkazuvchanlikka ega, bu paketdagi RC kechikishini kamaytiradi. Ushbu afzalliklarga qaramay, organik vositachi qatlamlar kremniy asosidagi qadoqlash kabi o'zaro bog'liqlik xususiyatlarini kamaytirish darajasiga erishish uchun kurash olib boradi, bu esa yuqori samarali hisoblash dasturlarida ularning qabul qilinishini cheklaydi.
Shisha vositachi qatlamlari katta qiziqish uyg'otdi, ayniqsa Intel yaqinda shisha asosidagi sinov vositalarini qadoqlashni boshlaganidan keyin. Shisha issiqlik kengayishining sozlanishi koeffitsienti (CTE), yuqori o'lchamli barqarorlik, silliq va tekis yuzalar va panel ishlab chiqarishni qo'llab-quvvatlash qobiliyati kabi bir qator afzalliklarni taqdim etadi, bu esa uni silikon bilan taqqoslanadigan simi qobiliyatiga ega bo'lgan oraliq qatlamlar uchun istiqbolli nomzod qiladi. Biroq, texnik qiyinchiliklardan tashqari, shisha vositachi qatlamlarining asosiy kamchiliklari etuk ekotizim va hozirgi kunda keng ko'lamli ishlab chiqarish quvvatlarining etishmasligi. Ekotizim etuklashgani va ishlab chiqarish imkoniyatlari yaxshilangani sari, yarimo'tkazgichli qadoqlashda shishaga asoslangan texnologiyalar yanada o'sish va qabul qilinishi mumkin.
3D qadoqlash texnologiyasi nuqtai nazaridan Cu-Cu bumpsiz gibrid bog'lash yetakchi innovatsion texnologiyaga aylanmoqda. Ushbu ilg'or texnika dielektrik materiallarni (masalan, SiO2) o'rnatilgan metallar (Cu) bilan birlashtirish orqali doimiy o'zaro bog'lanishlarga erishadi. Cu-Cu gibrid ulanishi 10 mikrondan past bo'lgan oraliqlarga erishishi mumkin, odatda bitta raqamli mikron oralig'ida, bu taxminan 40-50 mikron bo'shliqqa ega bo'lgan an'anaviy mikro-bump texnologiyasiga nisbatan sezilarli yaxshilanishni anglatadi. Gibrid ulanishning afzalliklari qatoriga kirish/chiqarish hajmini oshirish, tarmoqli kengligini oshirish, 3D vertikal stackingni yaxshilash, quvvat samaradorligini oshirish va pastki to‘lg‘azish yo‘qligi sababli parazitar effektlar va termal qarshilikni kamaytirish kiradi. Biroq, bu texnologiya ishlab chiqarishda murakkab va yuqori narxga ega.
2.5D va 3D qadoqlash texnologiyalari turli xil qadoqlash usullarini o'z ichiga oladi. 2.5D qadoqlashda, oraliq qatlam materiallarini tanlashga qarab, yuqoridagi rasmda ko'rsatilganidek, silikon asosli, organik asosli va shisha asosidagi vositachi qatlamlarga bo'linishi mumkin. 3D qadoqlashda mikro-bump texnologiyasini ishlab chiqish oraliq o'lchamlarini kamaytirishga qaratilgan, ammo bugungi kunda gibrid bog'lash texnologiyasini (to'g'ridan-to'g'ri Cu-Cu ulanish usuli) qo'llash orqali bir xonali oraliq o'lchamlariga erishish mumkin, bu sohada sezilarli yutuqlarni ko'rsatmoqda. .
**Ko'rish kerak bo'lgan asosiy texnologik tendentsiyalar:**
1. ** Kattaroq vositachi qatlam maydonlari: ** IDTechEx ilgari silikon vositachi qatlamlarining 3x retikula o'lchamidan oshib ketishi qiyinligi sababli, 2,5D kremniy ko'prigi yechimlari tez orada HPC chiplarini qadoqlash uchun asosiy tanlov sifatida silikon vositachi qatlamlarini almashtiradi, deb bashorat qilgan. TSMC NVIDIA va Google va Amazon kabi boshqa yetakchi HPC ishlab chiqaruvchilari uchun 2.5D silikon vositachi qatlamlarining asosiy yetkazib beruvchisi boʻlib, kompaniya yaqinda 3.5x retikula oʻlchamiga ega birinchi avlod CoWoS_L ning ommaviy ishlab chiqarilishini eʼlon qildi. IDTechEx ushbu tendentsiya davom etishini kutmoqda, uning hisobotida asosiy o'yinchilarni qamrab olgan keyingi yutuqlar muhokama qilinadi.
2. **Panel darajasidagi qadoqlash:** Panel darajasidagi qadoqlash 2024 yilgi Tayvan xalqaro yarimo'tkazgichlar ko'rgazmasida ta'kidlanganidek, muhim e'tiborga aylandi. Ushbu qadoqlash usuli kattaroq vositachi qatlamlardan foydalanishga imkon beradi va bir vaqtning o'zida ko'proq paketlarni ishlab chiqarish orqali xarajatlarni kamaytirishga yordam beradi. Potentsialiga qaramay, warpage boshqaruvi kabi muammolar hali ham hal qilinishi kerak. Uning ortib borayotgan mashhurligi kattaroq, tejamkor vositachi qatlamlarga bo'lgan talabning ortib borayotganini aks ettiradi.
3. **Shisha oraliq qatlamlari:** Shisha kremniy bilan taqqoslanadigan, sozlanishi CTE va yuqori ishonchlilik kabi qo'shimcha afzalliklarga ega nozik simlarga erishish uchun kuchli nomzod material sifatida paydo bo'ladi. Shisha vositachi qatlamlar panel darajasidagi qadoqlash bilan ham mos keladi, bu esa boshqariladigan xarajatlarda yuqori zichlikdagi simlarni o'tkazish potentsialini taklif qiladi, bu esa uni kelajakdagi qadoqlash texnologiyalari uchun istiqbolli yechimga aylantiradi.
4. **HBM Hybrid Bonding:** 3D mis-mis (Cu-Cu) gibrid bog'lanishi chiplar orasidagi o'ta nozik pog'onali vertikal o'zaro bog'lanishlarga erishish uchun asosiy texnologiya hisoblanadi. Ushbu texnologiya turli xil yuqori darajadagi server mahsulotlarida, jumladan stacked SRAM va protsessorlar uchun AMD EPYC, shuningdek, CPU/GPU bloklarini kiritish/chiqarish matritsalariga joylashtirish uchun MI300 seriyasida qo'llanilgan. Gibrid bog'lanish kelajakdagi HBM yutuqlarida, ayniqsa 16-Hi yoki 20-Hi qatlamlaridan oshgan DRAM steklari uchun hal qiluvchi rol o'ynashi kutilmoqda.
5. **Birgalikda qadoqlangan optik qurilmalar (CPO):** Yuqori ma'lumot uzatish va quvvat samaradorligiga bo'lgan talab ortib borayotganligi sababli, optik o'zaro ulanish texnologiyasi katta e'tibor qozondi. Birgalikda qadoqlangan optik qurilmalar (CPO) I/U o'tkazish qobiliyatini oshirish va energiya sarfini kamaytirish uchun asosiy yechimga aylanmoqda. An'anaviy elektr uzatish bilan solishtirganda, optik aloqa bir qancha afzalliklarga ega, jumladan, uzoq masofalarda signalning pasayishi, o'zaro bog'liqlik sezgirligining pasayishi va tarmoqli kengligining sezilarli darajada oshishi. Ushbu afzalliklar CPO ni ma'lumotlarni ko'p talab qiladigan, energiya tejaydigan HPC tizimlari uchun ideal tanlov qiladi.
**Ko'rish kerak bo'lgan asosiy bozorlar:**
2.5D va 3D qadoqlash texnologiyalarini rivojlantirishga turtki beruvchi asosiy bozor, shubhasiz, yuqori samarali hisoblash (HPC) sektoridir. Ushbu ilg'or qadoqlash usullari Mur qonunining cheklovlarini yengib o'tish, bitta paket ichida ko'proq tranzistorlar, xotira va o'zaro ulanishlarni ta'minlash uchun juda muhimdir. Chiplarning parchalanishi, shuningdek, turli funktsional bloklar orasidagi texnologik tugunlardan optimal foydalanish imkonini beradi, masalan, kirish/chiqarish bloklarini ishlov berish bloklaridan ajratish, samaradorlikni yanada oshirish.
Yuqori unumli hisoblash (HPC) bilan bir qatorda, boshqa bozorlar ham ilg'or qadoqlash texnologiyalarini qo'llash orqali o'sishga erishishi kutilmoqda. 5G va 6G sektorlarida qadoqlash antennalari va ilg'or chip yechimlari kabi innovatsiyalar simsiz ulanish tarmog'i (RAN) arxitekturasining kelajagini shakllantiradi. Avtonom avtotransport vositalari ham foyda keltiradi, chunki bu texnologiyalar xavfsizlik, ishonchlilik, ixchamlik, quvvat va issiqlik boshqaruvi hamda iqtisodiy samaradorlikni taʼminlagan holda katta hajmdagi maʼlumotlarni qayta ishlash uchun sensorlar toʻplami va hisoblash birliklarining integratsiyasini qoʻllab-quvvatlaydi.
Maishiy elektronika (shu jumladan smartfonlar, aqlli soatlar, AR/VR qurilmalari, shaxsiy kompyuterlar va ish stantsiyalari) xarajatlarga ko'proq e'tibor qaratilayotganiga qaramay, ko'proq kichikroq joylarda ko'proq ma'lumotlarni qayta ishlashga e'tibor qaratmoqda. Ilg'or yarimo'tkazgichli qadoqlash ushbu tendentsiyada asosiy rol o'ynaydi, ammo qadoqlash usullari HPCda qo'llaniladigan usullardan farq qilishi mumkin.
Xabar vaqti: 25-oktabr-2024