Halfgeleierverpakking het ontwikkel van tradisionele 1D PCB-ontwerpe tot die nuutste 3D-basterbinding op die wafelvlak. Hierdie vooruitgang laat interkonneksie-spasiëring in die enkel-syfer-mikron-reeks toe, met bandwydtes van tot 1000 GB/s, terwyl dit 'n hoë energie-doeltreffendheid behou. Die kern van gevorderde halfgeleierverpakkingstegnologieë is 2.5D -verpakking (waar komponente langs mekaar op 'n tussenlaag geplaas word) en 3D -verpakking (wat vertikaal stapelende skyfies behels). Hierdie tegnologieë is van kardinale belang vir die toekoms van HPC -stelsels.
2.5D -verpakkingstegnologie behels verskillende tussentydse laagmateriaal, elk met sy eie voor- en nadele. Silikon (SI) tussengangerlae, insluitend volledig passiewe silikonwafers en gelokaliseerde silikonbruggies, is bekend daarvoor dat hulle die beste bedradingsvermoëns bied, wat dit ideaal maak vir hoëprestasie-rekenaar. Dit is egter duur ten opsigte van materiale en vervaardiging en gesigsbeperkings in die verpakking. Om hierdie kwessies te versag, neem die gebruik van gelokaliseerde silikonbruggies toe, en gebruik dit strategies silikon waar fyn funksionaliteit van kritieke belang is terwyl die gebiedsbeperkings aanspreek.
Organiese tussengangerlae, met behulp van fan-uit-gevormde plastiek, is 'n meer koste-effektiewe alternatief vir silikon. Hulle het 'n laer diëlektriese konstante, wat RC -vertraging in die pakket verminder. Ondanks hierdie voordele, sukkel organiese tussengangers om dieselfde vlak van interconnect-funksievermindering as silikon-gebaseerde verpakking te bewerkstellig, wat die aanvaarding daarvan in hoëprestasie-rekenaartoepassings beperk.
Tussentydse lae het 'n beduidende belangstelling gekry, veral na Intel se onlangse bekendstelling van glas-gebaseerde toetsvoertuigverpakking. Glas bied verskeie voordele, soos verstelbare koëffisiënt van termiese uitbreiding (CTE), hoë dimensionele stabiliteit, gladde en plat oppervlaktes, en die vermoë om paneelvervaardiging te ondersteun, wat dit 'n belowende kandidaat maak vir tussengangerlae met bedrading wat vergelykbaar is met silikon. Afgesien van tegniese uitdagings, is die belangrikste nadeel van glas tussengangers die onvolwasse ekosisteem en die huidige gebrek aan grootskaalse produksievermoë. Namate die ekosisteem verval en produksievermoëns verbeter, kan glasgebaseerde tegnologieë in halfgeleierverpakking verdere groei en aanneming meebring.
Wat 3D-verpakkingstegnologie betref, word Cu-Cu-bultlose basterbinding 'n toonaangewende innoverende tegnologie. Hierdie gevorderde tegniek bewerkstellig permanente interkonneksies deur diëlektriese materiale (soos SiO2) met ingeboude metale (Cu) te kombineer. Cu-Cu-basterbinding kan spasies onder 10 mikron bereik, gewoonlik in die enkel-syfer-mikron-reeks, wat 'n beduidende verbetering op tradisionele mikro-bult-tegnologie verteenwoordig, wat bult-afstand van ongeveer 40-50 mikron het. Die voordele van basterbinding sluit in verhoogde I/O, verbeterde bandwydte, verbeterde 3D -vertikale stapel, beter kragdoeltreffendheid, en verminderde parasitiese effekte en termiese weerstand as gevolg van die afwesigheid van ondervulling. Hierdie tegnologie is egter ingewikkeld om te vervaardig en het hoër koste.
2.5D- en 3D -verpakkingstegnologieë bevat verskillende verpakkingstegnieke. Afhangend van die keuse van tussentydse laagmateriaal, kan dit in 2.5D-verpakking geklassifiseer word in silikon-gebaseerde, organiese gebaseerde en glas-gebaseerde tussenganger, soos getoon in die figuur hierbo. In 3D-verpakking het die ontwikkeling van mikro-bult-tegnologie daarop gemik om spasiëringdimensies te verminder, maar vandag, deur die aanneming van basterbindingstegnologie ('n direkte Cu-Cu-verbindingsmetode), kan die afmetings van enkel-syfer-spasiëring bereik word, wat beduidende vordering in die veld merk.
** Sleuteltegnologiese neigings om te kyk: **
1. ** Groter tussentydse laaggebiede: ** IDTeChex het voorheen voorspel dat as gevolg van die moeilikheid van silikon -tussengangers wat 'n limiet van 3x retikelgrootte oorskry, 2,5D -silikonbrugoplossings binnekort silikon -tussentydse lae sou vervang as die primêre keuse vir die verpakking van HPC -skyfies. TSMC is 'n belangrike verskaffer van 2,5D-silikon-tussenganger-lae vir NVIDIA en ander toonaangewende HPC-ontwikkelaars soos Google en Amazon, en die maatskappy het onlangs massaproduksie van sy eerste generasie Cowos_L met 'n 3,5x retikelgrootte aangekondig. Idtechex verwag dat hierdie neiging sal voortduur, met verdere vooruitgang in sy verslag wat groot spelers dek.
2. ** Verpakking op paneelvlak: ** Verpakking op paneelvlak het 'n beduidende fokus geword, soos uitgelig tydens die 2024 Taiwan International Semiconductor-uitstalling. Hierdie verpakkingsmetode maak dit moontlik om groter tussentydse lae te gebruik en help om koste te verminder deur meer pakkette gelyktydig te produseer. Ondanks sy potensiaal, moet uitdagings soos warpage -bestuur steeds aangespreek word. Die toenemende prominensie weerspieël die groeiende vraag na groter, meer koste-effektiewe tussengangers.
3. ** Tussentydse lae -lae lae: ** Glas verskyn as 'n sterk kandidaatmateriaal vir die bereiking van fyn bedrading, vergelykbaar met silikon, met bykomende voordele soos verstelbare CTE en hoër betroubaarheid. Glas tussengangers is ook versoenbaar met verpakking op paneelvlak, wat die potensiaal bied vir bedrading met 'n hoë digtheid teen meer hanteerbare koste, wat dit 'n belowende oplossing vir toekomstige verpakkingstegnologieë maak.
4. ** HBM-basterbinding: ** 3D-koper-koper (Cu-Cu) basterbinding is 'n belangrike tegnologie om ultra-fyn toonhoogte vertikale interkonneksies tussen skyfies te bewerkstellig. Hierdie tegnologie is gebruik in verskillende hoë-end-bedienerprodukte, waaronder AMD EPYC vir opgestapelde SRAM en CPU's, sowel as die MI300-reeks vir die stapel van CPU/GPU-blokke op I/O Dies. Daar word verwag dat basterbinding 'n belangrike rol sal speel in toekomstige HBM-vooruitgang, veral vir DRAM-stapels van meer as 16-HI of 20-HI-lae.
5. ** Opeenlopende optiese toestelle (CPO): ** Met die groeiende vraag na hoër data-deurset en kragdoeltreffendheid, het optiese interkonneksie-tegnologie aansienlike aandag gekry. Mede-verpakte optiese toestelle (CPO) word 'n belangrike oplossing vir die verbetering van I/O-bandwydte en die vermindering van energieverbruik. In vergelyking met tradisionele elektriese transmissie, bied optiese kommunikasie verskeie voordele, insluitend laer seindemping oor lang afstande, verminderde kruisgevoeligheid en aansienlik verhoogde bandwydte. Hierdie voordele maak CPO 'n ideale keuse vir data-intensiewe, energiedoeltreffende HPC-stelsels.
** Sleutelmarkte om te kyk: **
Die primêre mark wat die ontwikkeling van 2.5D- en 3D-verpakkingstegnologieë dryf, is ongetwyfeld die sektor met 'n hoë werkverrigting (HPC). Hierdie gevorderde verpakkingsmetodes is van uiterste belang om die beperkinge van Moore se wet te oorkom, wat meer transistors, geheue en onderlinge verbonde binne 'n enkele pakket moontlik maak. Die ontbinding van skyfies maak ook voorsiening vir die optimale gebruik van prosesnodes tussen verskillende funksionele blokke, soos om I/O -blokke van die verwerking van blokke te skei, wat die doeltreffendheid verder verbeter.
Benewens hoëprestasie-rekenaar (HPC), word ook verwag dat ander markte groei sal bewerkstellig deur die aanvaarding van gevorderde verpakkingstegnologieë. In die 5G- en 6G-sektore sal innovasies soos verpakkingsantennas en die nuutste chipoplossings die toekoms van Wireless Access Network (RAN) -argitekture vorm. Outonome voertuie sal ook baat vind, aangesien hierdie tegnologieë die integrasie van sensor-suites en rekenaareenhede ondersteun om groot hoeveelhede data te verwerk, terwyl veiligheid, betroubaarheid, kompaktheid, krag en termiese bestuur en koste-effektiwiteit verseker word.
Verbruikerselektronika (insluitend slimfone, slimhorlosies, AR/VR -toestelle, PC's en werkstasies) fokus toenemend op die verwerking van meer data in kleiner ruimtes, ondanks 'n groter klem op koste. Gevorderde halfgeleierverpakking sal 'n sleutelrol in hierdie neiging speel, hoewel die verpakkingsmetodes kan verskil van dié wat in HPC gebruik word.
Postyd: Okt-07-2024