Tha pacadh leth-sheoltairean air atharrachadh bho dhealbhaidhean PCB 1D traidiseanta gu ceangal tar-chinealach 3D ùr-nodha aig ìre nan wafers. Leigidh an adhartas seo le astar eadar-cheangail anns an raon micron aon-dhigit, le leudan-bann suas ri 1000 GB/s, agus aig an aon àm a’ cumail suas èifeachdas lùtha àrd. Aig cridhe theicneòlasan pacaidh leth-sheoltairean adhartach tha pacadh 2.5D (far a bheil co-phàirtean air an cur taobh ri taobh air sreath eadar-mheadhanach) agus pacadh 3D (a tha a’ toirt a-steach cruachadh sliseagan gnìomhach gu dìreach). Tha na teicneòlasan seo deatamach airson àm ri teachd shiostaman HPC.
Tha teicneòlas pacaidh 2.5D a’ toirt a-steach diofar stuthan sreathan eadar-mheadhanach, gach fear le na buannachdan agus na h-eas-bhuannachdan aige fhèin. Tha sreathan eadar-mheadhanach silicon (Si), a’ gabhail a-steach wafers silicon làn-fulangach agus drochaidean silicon ionadail, ainmeil airson na comasan uèiridh as fheàrr a thoirt seachad, gan dèanamh freagarrach airson coimpiutaireachd àrd-choileanaidh. Ach, tha iad daor a thaobh stuthan agus saothrachadh agus tha cuingealachaidhean orra ann an raon pacaidh. Gus na cùisean sin a lughdachadh, tha cleachdadh dhrochaidean silicon ionadail a’ sìor fhàs, a’ cleachdadh silicon gu ro-innleachdail far a bheil gnìomhachd mhionaideach deatamach agus aig an aon àm a’ dèiligeadh ri cuingealachaidhean raon.
Tha sreathan eadar-mheadhanach organach, a’ cleachdadh plastaig mhúnlaichte le fan-out, nan roghainn eile nas èifeachdaiche a thaobh cosgais an àite silicon. Tha cunbhalachd dielectric nas ìsle aca, a lughdaicheas dàil RC sa phacaid. A dh’ aindeoin nan sochairean sin, tha sreathan eadar-mheadhanach organach a’ strì ri bhith a’ coileanadh an aon ìre de lughdachadh feart eadar-cheangail ri pacaigeadh stèidhichte air silicon, agus mar sin a’ cuingealachadh an gabhail riutha ann an tagraidhean coimpiutaireachd àrd-choileanaidh.
Tha sreathan eadar-mheadhanach glainne air mòran ùidh a tharraing, gu h-àraidh às dèidh do Intel pacaigeadh carbaid deuchainn stèidhichte air glainne a chuir air bhog o chionn ghoirid. Tha grunn bhuannachdan aig glainne, leithid co-èifeachd leudachaidh teirmeach atharrachail (CTE), seasmhachd àrd-thomhasach, uachdaran rèidh is còmhnard, agus a’ chomas taic a thoirt do chinneasachadh pannal, ga dhèanamh na thagraiche gealltanach airson sreathan eadar-mheadhanach le comasan uèiridh co-chosmhail ri silicon. Ach, a bharrachd air dùbhlain theicnigeach, is e am prìomh ana-cothrom a tha aig sreathan eadar-mheadhanach glainne an eag-shiostam neo-aibidh agus dìth comas cinneasachaidh mòr-sgèile an-dràsta. Mar a bhios an eag-shiostam a’ fàs nas aibidh agus comasan cinneasachaidh a’ leasachadh, is dòcha gum faic teicneòlasan stèidhichte air glainne ann am pacaigeadh leth-chonnsachaidh barrachd fàis agus uchd-mhacachd.
A thaobh teicneòlas pacaidh 3D, tha ceangal tar-chinealach gun chnap Cu-Cu a’ sìor fhàs na theicneòlas ùr-ghnàthach air thoiseach. Bidh an dòigh adhartach seo a’ coileanadh cheanglaichean maireannach le bhith a’ cothlamadh stuthan dielectric (leithid SiO2) le meatailtean leabaithe (Cu). Faodaidh ceangal tar-chinealach Cu-Cu beàrnan fo 10 micron a choileanadh, mar as trice anns an raon micron aon-dhigit, a’ riochdachadh leasachadh mòr air teicneòlas meanbh-chnap traidiseanta, aig a bheil beàrnan cnap de mu 40-50 micron. Am measg nam buannachdan a tha an lùib ceangal tar-chinealach tha barrachd I/O, leud-bann nas fheàrr, cruachadh dìreach 3D nas fheàrr, èifeachdas cumhachd nas fheàrr, agus lùghdachadh air buaidhean dìosganach agus strì teirmeach air sgàth dìth lìonadh bonn. Ach, tha an teicneòlas seo iom-fhillte a dhèanamh agus tha cosgaisean nas àirde ann.
Tha teicneòlasan pacaidh 2.5D agus 3D a’ gabhail a-steach diofar dhòighean pacaidh. Ann am pacadh 2.5D, a rèir an roghainn stuthan sreath eadar-mheadhanach, faodar a sheòrsachadh ann an sreathan eadar-mheadhanach stèidhichte air silicon, stèidhichte air organach, agus stèidhichte air glainne, mar a chithear san fhigear gu h-àrd. Ann am pacadh 3D, tha leasachadh teicneòlas micro-bump ag amas air tomhasan astar a lughdachadh, ach an-diugh, le bhith a’ gabhail ri teicneòlas ceangail measgaichte (dòigh ceangail dìreach Cu-Cu), faodar tomhasan astar aon-fhigearach a choileanadh, a’ comharrachadh adhartas mòr san raon.
**Prìomh Ghluasadan Teicneòlais ri Choimhead:**
1. **Raon Sreathan Eadar-mheadhanach Nas Motha:** Bha IDTechEx roimhe seo a’ ro-innse, air sgàth na duilghe a thaobh sreathan eadar-mheadhanach silicon a’ dol thairis air crìoch meud reticle 3x, gum biodh fuasglaidhean drochaid silicon 2.5D a’ dol an àite sreathan eadar-mheadhanach silicon a dh’ aithghearr mar am prìomh roghainn airson sgoltagan HPC a phacaigeadh. Tha TSMC na phrìomh sholaraiche de shreathan eadar-mheadhanach silicon 2.5D airson NVIDIA agus prìomh luchd-leasachaidh HPC eile leithid Google agus Amazon, agus o chionn ghoirid dh’ainmich a’ chompanaidh cinneasachadh mòr den chiad ghinealach CoWoS_L aca le meud reticle 3.5x. Tha IDTechEx an dùil gun lean an gluasad seo, le tuilleadh adhartasan air an deasbad san aithisg aca a’ còmhdach phrìomh chluicheadairean.
2. **Pacadh Ìre Pannal:** Tha pacadh ìre pannal air a bhith na phrìomh fhòcas, mar a chaidh a shoilleireachadh aig Taisbeanadh Eadar-nàiseanta Leth-sheoltairean Taiwan 2024. Leigidh an dòigh pacaidh seo le sreathan eadar-mheadhanach nas motha a chleachdadh agus cuidichidh e le bhith a’ lughdachadh chosgaisean le bhith a’ dèanamh barrachd phasganan aig an aon àm. A dh’ aindeoin a chomas, feumar fhathast dèiligeadh ri dùbhlain leithid riaghladh warpage. Tha a phrìomh fhòcas a’ nochdadh an iarrtas a tha a’ sìor fhàs airson sreathan eadar-mheadhanach nas motha agus nas èifeachdaiche a thaobh cosgais.
3. **Sreathan Eadar-mheadhanach Gloine:** Tha glainne a’ tighinn am bàrr mar stuth tagraiche làidir airson uèirleadh mìn a choileanadh, an coimeas ri silicon, le buannachdan a bharrachd leithid CTE atharrachail agus earbsachd nas àirde. Tha sreathan eadar-mheadhanach gloine cuideachd co-chòrdail ri pacadh aig ìre pannal, a’ tabhann comas airson uèirleadh àrd-dùmhlachd aig cosgaisean nas so-riaghlaidh, ga dhèanamh na fhuasgladh gealltanach airson teicneòlasan pacaidh san àm ri teachd.
4. **Ceangal Tar-chinealach HBM:** Tha ceangal tar-chinealach copar-copair 3D (Cu-Cu) na theicneòlas cudromach airson ceanglaichean dìreach aig ìre fìor mhìn a choileanadh eadar sgoltagan. Chaidh an teicneòlas seo a chleachdadh ann an grunn thoraidhean frithealaiche àrd-inbhe, nam measg AMD EPYC airson SRAM agus CPUan cruachta, a bharrachd air an t-sreath MI300 airson blocaichean CPU/GPU a chruachadh air bàsan I/O. Thathar an dùil gum bi pàirt chudromach aig ceangal tar-chinealach ann an adhartasan HBM san àm ri teachd, gu sònraichte airson cruachan DRAM a tha nas àirde na sreathan 16-Hi no 20-Hi.
5. **Innealan Optaigeach Co-phacaichte (CPO):** Leis an iarrtas a tha a’ sìor fhàs airson barrachd tro-chur dàta agus èifeachdas cumhachd, tha teicneòlas eadar-cheangail optaigeach air mòran aire fhaighinn. Tha innealan optaigeach co-phacaichte (CPO) a’ sìor fhàs mar fhuasgladh chudromach airson leud-bann I/O a leasachadh agus caitheamh lùtha a lughdachadh. An coimeas ri tar-chur dealain traidiseanta, tha grunn bhuannachdan aig conaltradh optaigeach, a’ gabhail a-steach lughdachadh comharran thar astaran fada, cugallachd crosstalk nas lugha, agus leud-bann air a mheudachadh gu mòr. Tha na buannachdan seo a’ dèanamh CPO na roghainn air leth freagarrach airson siostaman HPC dian-dàta, èifeachdach a thaobh lùtha.
**Prìomh Mhargaidhean ri Choimhead:**
Gun teagamh, ’s e roinn a’ choimpiutaireachd àrd-choileanaidh (HPC) am prìomh mhargaidh a tha a’ brosnachadh leasachadh theicneòlasan pacaidh 2.5D agus 3D. Tha na modhan pacaidh adhartach seo deatamach airson faighinn thairis air crìochan Lagh Moore, a’ comasachadh barrachd transistors, cuimhne, agus eadar-cheanglaichean taobh a-staigh aon phacaid. Leigidh lobhadh chips cuideachd le bhith a’ cleachdadh nodan pròiseas aig an ìre as fheàrr eadar blocaichean gnìomh eadar-dhealaichte, leithid blocaichean I/O a sgaradh bho bhlocaichean giullachd, a’ neartachadh èifeachdas tuilleadh.
A bharrachd air coimpiutaireachd àrd-choileanaidh (HPC), thathar an dùil gum bi fàs ann am margaidhean eile tro bhith a’ gabhail ri teicneòlasan pacaidh adhartach. Anns na roinnean 5G agus 6G, bidh innleachdan leithid antennas pacaidh agus fuasglaidhean sliseagan ùr-nodha a’ cumadh àm ri teachd ailtireachd lìonra ruigsinneachd gun uèir (RAN). Bidh buannachd aig carbadan fèin-riaghlaidh cuideachd, leis gu bheil na teicneòlasan sin a’ toirt taic do bhith ag amalachadh seòmraichean mothachaidh agus aonadan coimpiutaireachd gus meudan mòra dàta a phròiseasadh agus aig an aon àm a’ dèanamh cinnteach à sàbhailteachd, earbsachd, dlùthadh, riaghladh cumhachd is teirmeach, agus èifeachdas cosgais.
Tha eileagtronaig luchd-cleachdaidh (a’ gabhail a-steach fònaichean sgairteil, uaireadairean spaideil, innealan AR/VR, PCn, agus stèiseanan-obrach) a’ sìor fhàs nas cudromaiche air barrachd dàta a phròiseasadh ann an àiteachan nas lugha, a dh’aindeoin barrachd cuideim air cosgais. Bidh pacadh leth-chonnsachaidh adhartach a’ cluich prìomh dhreuchd san ghluasad seo, ged a dh’ fhaodadh na dòighean pacaidh a bhith eadar-dhealaichte bho na dòighean a thathas a’ cleachdadh ann an HPC.
Àm puist: 7 Dàmhair 2024