Semiconductor Verpackung huet sech vun traditionellen 1D PCB Designen zu opzedeelen 3D Hybrid Bindung um Wafer Niveau evoluéiert. Dëse Fortschrëtt erlaabt Interconnect Abstand am Eenziffer Mikronberäich, mat Bandbreedunge vu bis zu 1000 GB / s, wärend héich Energieeffizienz behalen. Am Kär vun fortgeschrattene Halbleiterverpackungstechnologien sinn 2.5D Verpackung (wou Komponenten niewentenee op enger Zwëschenschicht plazéiert sinn) an 3D Verpackung (wat d'Vertikal Stacking vun aktive Chips involvéiert). Dës Technologien sinn entscheedend fir d'Zukunft vun HPC Systemer.
2.5D Verpackungstechnologie beinhalt verschidde Mëttelschichtmaterialien, jidderee mat sengen eegene Virdeeler an Nodeeler. Silicon (Si) Tëschestatioun Schichten, inklusiv voll passiv Silicon wafers a lokaliséiert Silicon Brécke, si bekannt fir déi feinste Verdrahtungsfäegkeeten ze liwweren, sou datt se ideal si fir High-Performance Computing. Wéi och ëmmer, si si deier a punkto Materialien a Fabrikatioun a Gesiicht Aschränkungen am Verpackungsberäich. Fir dës Themen ze reduzéieren, ass d'Benotzung vu lokaliséierte Siliziumbrécke eropgaang, strategesch Silizium beschäftegt wou fein Funktionalitéit kritesch ass wärend d'Beräichbeschränkungen adresséieren.
Organesch Zwëschenschichten, mat Fan-out geformte Plastik, sinn eng méi kosteneffektiv Alternativ zum Silizium. Si hunn eng méi niddereg dielektresch Konstant, wat d'RC Verzögerung am Package reduzéiert. Trotz dëse Virdeeler kämpfen organesch Tëschestatioune Schichten fir deeselwechten Niveau vun der Interconnect Feature Reduktioun z'erreechen wéi Silizium-baséiert Verpackungen, limitéieren hir Adoptioun an High-Performance Computing Uwendungen.
Glas Tëschestatioun Schichten hunn bedeitend Interessi gesammelt, besonnesch no Intel rezent Start vun Glas-baséiert Test Gefier Verpakung. Glas bitt verschidde Virdeeler, sou wéi justierbar Koeffizient vun der thermescher Expansioun (CTE), héich Dimensiounsstabilitéit, glat a flaach Flächen, an d'Fäegkeet fir Panelfabrikatioun z'ënnerstëtzen, sou datt et e villverspriechende Kandidat fir Zwëschenschichten mat Kabelfäegkeeten vergläichbar mat Silizium mécht. Wéi och ëmmer, ausser technesch Erausfuerderungen, ass den Haapt Nodeel vu Glas Tëschestatioun Schichten den onreifen Ökosystem an de aktuelle Mangel u grousser Produktiounskapazitéit. Wéi den Ökosystem reift an d'Produktiounsfäegkeeten verbesseren, kënne Glasbaséiert Technologien an der Hallefleitverpackung weider Wuesstum an Adoptioun gesinn.
Wat d'3D Verpackungstechnologie ugeet, gëtt Cu-Cu Bump-manner Hybridverbindung eng féierend innovativ Technologie. Dës fortgeschratt Technik erreecht permanent Verbindungen andeems dielektresch Materialien (wéi SiO2) mat embedded Metaller (Cu) kombinéiert ginn. Cu-Cu Hybridverbindung kann Abstanden ënner 10 Mikron erreechen, typesch am Eenziffer Mikronberäich, representéiert eng bedeitend Verbesserung iwwer traditionell Mikro-Bump Technologie, déi Bump Abstands vun ongeféier 40-50 Mikron huet. D'Virdeeler vun der Hybridbindung enthalen erhéicht I / O, verstäerkte Bandbreedung, verbesserte 3D vertikale Stacking, besser Energieeffizienz, a reduzéiert parasitär Effekter an thermesch Resistenz wéinst der Verontreiung vu Buedemfüllung. Wéi och ëmmer, dës Technologie ass komplex ze fabrizéieren an huet méi héich Käschten.
2.5D an 3D Verpackungstechnologien enthalen verschidde Verpackungstechniken. An 2.5D Verpackungen, jee no der Wiel vun den Zwëschenschichtmaterialien, kann et a Silizium-baséiert, organesch-baséiert a Glas-baséiert Zwëscheschichten kategoriséiert ginn, wéi an der Figur hei uewen gewisen. An 3D Verpakung zielt d'Entwécklung vu Mikro-Bump Technologie d'Dimensioune vun der Distanz ze reduzéieren, awer haut, andeems Dir Hybridverbindungstechnologie (eng direkt Cu-Cu Verbindungsmethod) adoptéiert, kënnen eenzel Zifferen Abstandsdimensiounen erreecht ginn, wat bedeitend Fortschrëtter am Feld markéiert. .
** Schlëssel technologesch Trends fir ze kucken:**
1. ** Méi grouss Tëschestatioun Layer Beräicher: ** IDTechEx virdru virausgesot, datt wéinst der Schwieregkeet vun Silicon Tëschestatioun Schichten iwwerschreiden eng 3x Reticle Gréisst Limite, 2.5D Silicon Bréck Léisungen geschwënn Silicon Tëschestatioun Schichten als Primärschoul Wiel fir Verpakung HPC Chips ersetzen. TSMC ass e grousse Fournisseur vun 2.5D Silicium Tëschestatioun Schichten fir NVIDIA an aner führend HPC Entwéckler wéi Google an Amazon, an d'Firma huet viru kuerzem d'Massproduktioun vu senger éischter Generatioun CoWoS_L mat enger 3.5x Reticle Gréisst ugekënnegt. IDTechEx erwaart datt dësen Trend weider geet, mat weidere Fortschrëtter diskutéiert a sengem Bericht iwwer grouss Spiller.
2. **Panel-Level Packaging:** Panel-Niveau Verpackung ass e wesentleche Fokus ginn, wéi op der 2024 Taiwan International Semiconductor Ausstellung beliicht. Dës Verpackungsmethod erlaabt d'Benotzung vu gréisseren Zwëscheschichten an hëlleft d'Käschte ze reduzéieren andeems Dir méi Packagen gläichzäiteg produzéiert. Trotz sengem Potenzial mussen Erausfuerderunge wéi Warpage Management nach ëmmer adresséiert ginn. Seng wuessend Prominenz reflektéiert déi wuessend Nofro fir méi grouss, méi kosteneffektiv Tëschestatiounsschichten.
3. ** Glas Tëschestatioun Schichten: ** Glas entsteet als staark Kandidat Material fir erreechen fein wiring, vergläichbar mat Silicon, mat zousätzlech Virdeeler wéi justierbar CTE a méi Zouverlässegkeet. Glas Tëschestatioun Schichten sinn och kompatibel mat Panel-Niveau Verpakung, bitt de Potenzial fir héich Dicht wiring zu méi handhabbar Käschten, mécht et eng villverspriechend Léisung fir zukünfteg Verpakung Technologien.
4. **HBM Hybrid Bonding:** 3D Kupfer-Kupfer (Cu-Cu) Hybridverbindung ass eng Schlësseltechnologie fir ultra-fein Pitch vertikale Verbindungen tëscht Chips z'erreechen. Dës Technologie gouf a verschiddene High-End Serverprodukter benotzt, dorënner AMD EPYC fir gestapelt SRAM a CPUs, souwéi d'MI300 Serie fir CPU / GPU Blocken op I / O Stierwen ze stackelen. Hybrid Bindung gëtt erwaart eng entscheedend Roll an zukünfteg HBM Fortschrëtter ze spillen, besonnesch fir DRAM Stacks méi wéi 16-Hi oder 20-Hi Schichten.
5. ** Co-Packed Optical Devices (CPO): ** Mat der wuessender Nofro fir méi héije Dateofgäng a Kraafteffizienz, huet optesch Interconnect Technologie bedeitend Opmierksamkeet gewonnen. Co-packaged optesch Geräter (CPO) ginn eng Schlësselléisung fir d'I/O Bandbreedung ze verbesseren an den Energieverbrauch ze reduzéieren. Am Verglach mat traditioneller elektrescher Iwwerdroung bitt optesch Kommunikatioun verschidde Virdeeler, dorënner méi niddereg Signaldempung iwwer laang Distanzen, reduzéiert Crosstalk Empfindlechkeet a wesentlech erhéicht Bandbreedung. Dës Virdeeler maachen CPO eng ideal Wiel fir Datenintensiv, energieeffizient HPC Systemer.
** Schlëssel Mäert fir ze kucken:**
De primäre Maart deen d'Entwécklung vun 2.5D an 3D Verpackungstechnologien féiert ass ouni Zweifel den High-Performance Computing (HPC) Secteur. Dës fortgeschratt Verpakungsmethoden sinn entscheedend fir d'Limitatiounen vum Moore's Law ze iwwerwannen, méi Transistoren, Erënnerung a Verbindungen an engem eenzege Package z'erméiglechen. D'Zersetzung vu Chips erlaabt och eng optimal Notzung vu Prozessknäppchen tëscht verschiddene funktionnelle Blocken, sou wéi d'Trennung vun I/O-Blöcke vu Veraarbechtungsblocken, fir d'Effizienz weider ze verbesseren.
Zousätzlech zu High-Performance Computing (HPC), ginn aner Mäert och erwaart Wuesstum duerch d'Adoptioun vu fortgeschratt Verpackungstechnologien z'erreechen. An de 5G a 6G Secteuren, Innovatiounen wéi Verpackungsantennen a modernste Chipléisungen wäerten d'Zukunft vun de drahtlose Zougangsnetz (RAN) Architekturen formen. Autonom Gefierer wäerten och profitéieren, well dës Technologien d'Integratioun vu Sensor-Suiten a Recheneenheeten ënnerstëtzen fir grouss Quantitéiten un Daten ze veraarbechten, wärend Sécherheet, Zouverlässegkeet, Kompaktheet, Kraaft an thermesch Gestioun a Käschteneffizienz garantéiert.
Konsumentelektronik (inklusiv Smartphones, Smartwatches, AR / VR Geräter, PCs, an Aarbechtsstatiounen) konzentréieren sech ëmmer méi op d'Veraarbechtung vun méi Daten a méi klenge Plazen, trotz engem méi héije Wäert op Käschten. Fortgeschratt Hallefleitverpackung wäert eng Schlësselroll an dësem Trend spillen, obwuel d'Verpakungsmethoden ënnerscheede kënnen vun deenen, déi an HPC benotzt ginn.
Post Zäit: Okt-25-2024