L-ippakkjar tas-semikondutturi evolva minn disinji tradizzjonali ta' PCB 1D għal twaħħil ibridu 3D avvanzat fil-livell tal-wejfer. Dan l-avvanz jippermetti spazjar tal-interkonnessjoni fil-medda ta' mikron b'ċifra waħda, b'bandwidths sa 1000 GB/s, filwaqt li jżomm effiċjenza għolja fl-enerġija. Fil-qalba tat-teknoloġiji avvanzati tal-ippakkjar tas-semikondutturi hemm l-ippakkjar 2.5D (fejn il-komponenti jitqiegħdu ħdejn xulxin fuq saff intermedju) u l-ippakkjar 3D (li jinvolvi l-istivar vertikali taċ-ċipep attivi). Dawn it-teknoloġiji huma kruċjali għall-futur tas-sistemi HPC.
It-teknoloġija tal-ippakkjar 2.5D tinvolvi diversi materjali ta' saffi intermedji, kull wieħed bil-vantaġġi u l-iżvantaġġi tiegħu. Is-saffi intermedji tas-silikon (Si), inklużi wejfers tas-silikon kompletament passivi u pontijiet tas-silikon lokalizzati, huma magħrufa li jipprovdu l-aqwa kapaċitajiet ta' wajers, u dan jagħmilhom ideali għal komputazzjoni ta' prestazzjoni għolja. Madankollu, huma għaljin f'termini ta' materjali u manifattura u jiffaċċjaw limitazzjonijiet fiż-żona tal-ippakkjar. Biex jittaffew dawn il-kwistjonijiet, l-użu ta' pontijiet tas-silikon lokalizzati qed jiżdied, billi jintuża strateġikament is-silikon fejn il-funzjonalità fina hija kritika filwaqt li jiġu indirizzati r-restrizzjonijiet taż-żona.
Saffi intermedjarji organiċi, li jużaw plastiks iffurmati fan-out, huma alternattiva aktar kosteffettiva għas-silikon. Għandhom kostanti dielettrika aktar baxxa, li tnaqqas id-dewmien RC fil-pakkett. Minkejja dawn il-vantaġġi, is-saffi intermedjarji organiċi jitħabtu biex jiksbu l-istess livell ta' tnaqqis tal-karatteristiċi ta' interkonnessjoni bħall-ippakkjar ibbażat fuq is-silikon, u dan jillimita l-adozzjoni tagħhom f'applikazzjonijiet ta' komputazzjoni ta' prestazzjoni għolja.
Saffi intermedji tal-ħġieġ ġibdu interess sinifikanti, speċjalment wara t-tnedija reċenti minn Intel ta' imballaġġ ta' vetturi tat-test ibbażat fuq il-ħġieġ. Il-ħġieġ joffri diversi vantaġġi, bħal koeffiċjent aġġustabbli ta' espansjoni termali (CTE), stabbiltà dimensjonali għolja, uċuħ lixxi u ċatti, u l-abbiltà li jappoġġja l-manifattura tal-pannelli, li jagħmluh kandidat promettenti għal saffi intermedji b'kapaċitajiet ta' wajers komparabbli mas-silikon. Madankollu, minbarra l-isfidi tekniċi, l-iżvantaġġ ewlieni tas-saffi intermedji tal-ħġieġ huwa l-ekosistema immatura u n-nuqqas attwali ta' kapaċità ta' produzzjoni fuq skala kbira. Hekk kif l-ekosistema timmatura u l-kapaċitajiet ta' produzzjoni jitjiebu, it-teknoloġiji bbażati fuq il-ħġieġ fl-imballaġġ tas-semikondutturi jistgħu jaraw aktar tkabbir u adozzjoni.
F'termini ta' teknoloġija tal-ippakkjar 3D, it-twaħħil ibridu Cu-Cu mingħajr bumps qed isir teknoloġija innovattiva ewlenija. Din it-teknika avvanzata tikseb interkonnessjonijiet permanenti billi tgħaqqad materjali dielettriċi (bħal SiO2) ma' metalli inkorporati (Cu). It-twaħħil ibridu Cu-Cu jista' jikseb spazji taħt l-10 mikroni, tipikament fil-medda ta' mikroni b'ċifra waħda, li jirrappreżenta titjib sinifikanti fuq it-teknoloġija tradizzjonali tal-mikro-bumps, li għandha spazji tal-bumps ta' madwar 40-50 mikron. Il-vantaġġi tat-twaħħil ibridu jinkludu żieda fl-I/O, bandwidth imtejjeb, stivar vertikali 3D imtejjeb, effiċjenza aħjar tal-enerġija, u effetti parassitiċi u reżistenza termali mnaqqsa minħabba n-nuqqas ta' mili mill-qiegħ. Madankollu, din it-teknoloġija hija kumplessa biex tiġi manifatturata u għandha spejjeż ogħla.
It-teknoloġiji tal-ippakkjar 2.5D u 3D jinkludu diversi tekniki tal-ippakkjar. Fl-ippakkjar 2.5D, skont l-għażla tal-materjali tas-saff intermedju, dan jista' jiġi kkategorizzat f'saffi intermedji bbażati fuq is-silikon, ibbażati fuq materjal organiku, u bbażati fuq il-ħġieġ, kif muri fil-figura ta' hawn fuq. Fl-ippakkjar 3D, l-iżvilupp tat-teknoloġija tal-mikro-ħotob għandu l-għan li jnaqqas id-dimensjonijiet tal-ispazjar, iżda llum, bl-adozzjoni tat-teknoloġija tal-irbit ibridu (metodu ta' konnessjoni diretta Cu-Cu), jistgħu jinkisbu dimensjonijiet ta' spazjar b'ċifra waħda, li jimmarkaw progress sinifikanti fil-qasam.
**Xejriet Teknoloġiċi Ewlenin li Għandek Toqgħod Attent Għalihom:**
1. **Żoni ta' Saffi Intermedji Akbar:** IDTechEx qabel bassret li minħabba d-diffikultà tas-saffi intermedji tas-silikon li jaqbżu l-limitu tad-daqs tar-reticle ta' 3x, soluzzjonijiet ta' pont tas-silikon 2.5D dalwaqt se jissostitwixxu s-saffi intermedji tas-silikon bħala l-għażla primarja għall-ippakkjar taċ-ċipep HPC. TSMC hija fornitur ewlieni ta' saffi intermedji tas-silikon 2.5D għal NVIDIA u żviluppaturi ewlenin oħra tal-HPC bħal Google u Amazon, u l-kumpanija dan l-aħħar ħabbret il-produzzjoni tal-massa tal-ewwel ġenerazzjoni tagħha ta' CoWoS_L b'daqs tar-reticle ta' 3.5x. IDTechEx tistenna li din ix-xejra tkompli, b'aktar avvanzi diskussi fir-rapport tagħha li jkopri l-atturi ewlenin.
2. **Ippakkjar fil-Livell tal-Pannell:** L-ippakkjar fil-livell tal-pannell sar fokus sinifikanti, kif enfasizzat fil-Wirja Internazzjonali tas-Semikondutturi tat-Tajwan tal-2024. Dan il-metodu ta' ppakkjar jippermetti l-użu ta' saffi intermedji akbar u jgħin biex jitnaqqsu l-ispejjeż billi jiġu prodotti aktar pakketti simultanjament. Minkejja l-potenzjal tiegħu, sfidi bħall-ġestjoni tal-gwidi għad iridu jiġu indirizzati. Il-prominenza dejjem tikber tiegħu tirrifletti d-domanda dejjem tikber għal saffi intermedji akbar u aktar kosteffettivi.
3. **Saffi Intermedji tal-Ħġieġ:** Il-ħġieġ qed joħroġ bħala materjal kandidat qawwi biex jinkiseb wajers fini, komparabbli mas-silikon, b'vantaġġi addizzjonali bħal CTE aġġustabbli u affidabbiltà ogħla. Is-saffi intermedji tal-ħġieġ huma wkoll kompatibbli mal-ippakkjar fil-livell tal-pannelli, u joffru l-potenzjal għal wajers ta' densità għolja bi spejjeż aktar maniġġabbli, u dan jagħmilha soluzzjoni promettenti għal teknoloġiji tal-ippakkjar futuri.
4. **Twaħħil Ibridu tal-HBM:** It-twaħħil ibridu 3D tar-ram-ram (Cu-Cu) huwa teknoloġija ewlenija biex jinkisbu interkonnessjonijiet vertikali b'pitch ultra-fin bejn iċ-ċipep. Din it-teknoloġija ntużat f'diversi prodotti tas-servers ta' kwalità għolja, inkluż AMD EPYC għal SRAM u CPUs f'munzelli, kif ukoll is-serje MI300 għall-istivar ta' blokki tas-CPU/GPU fuq dies I/O. It-twaħħil ibridu huwa mistenni li jkollu rwol kruċjali fl-avvanzi futuri tal-HBM, speċjalment għal munzelli tad-DRAM li jaqbżu s-saff ta' 16-Hi jew 20-Hi.
5. **Apparati Ottiċi Ko-ppakkjati (CPO):** Bid-domanda dejjem tikber għal throughput tad-dejta u effiċjenza tal-enerġija ogħla, it-teknoloġija tal-interkonnessjoni ottika kisbet attenzjoni konsiderevoli. L-apparati ottiċi ko-ppakkjati (CPO) qed isiru soluzzjoni ewlenija għat-titjib tal-bandwidth tal-I/O u t-tnaqqis tal-konsum tal-enerġija. Meta mqabbla mat-trażmissjoni elettrika tradizzjonali, il-komunikazzjoni ottika toffri diversi vantaġġi, inkluż attenwazzjoni aktar baxxa tas-sinjal fuq distanzi twal, sensittività mnaqqsa għall-crosstalk, u bandwidth miżjuda b'mod sinifikanti. Dawn il-vantaġġi jagħmlu s-CPO għażla ideali għal sistemi HPC li jużaw ħafna dejta u b'effiċjenza fl-enerġija.
**Swieq Ewlenin li Għandek Toqgħod Attent Għalihom:**
Is-suq primarju li qed imexxi l-iżvilupp ta' teknoloġiji tal-ippakkjar 2.5D u 3D huwa bla dubju s-settur tal-komputazzjoni ta' prestazzjoni għolja (HPC). Dawn il-metodi avvanzati tal-ippakkjar huma kruċjali biex jingħelbu l-limitazzjonijiet tal-Liġi ta' Moore, u jippermettu aktar transistors, memorja, u interkonnessjonijiet f'pakkett wieħed. Id-dekompożizzjoni taċ-ċipep tippermetti wkoll l-użu ottimali tan-nodi tal-proċess bejn blokki funzjonali differenti, bħas-separazzjoni tal-blokki I/O mill-blokki tal-ipproċessar, u b'hekk ittejjeb aktar l-effiċjenza.
Minbarra l-komputazzjoni ta' prestazzjoni għolja (HPC), swieq oħra huma mistennija wkoll li jiksbu tkabbir permezz tal-adozzjoni ta' teknoloġiji avvanzati tal-ippakkjar. Fis-setturi tal-5G u s-6G, innovazzjonijiet bħal antenni tal-ippakkjar u soluzzjonijiet ta' ċippa avvanzati se jsawru l-futur tal-arkitetturi tan-netwerk ta' aċċess mingħajr fili (RAN). Il-vetturi awtonomi se jibbenefikaw ukoll, peress li dawn it-teknoloġiji jappoġġjaw l-integrazzjoni ta' suites ta' sensuri u unitajiet tal-kompjuters biex jipproċessaw ammonti kbar ta' dejta filwaqt li jiżguraw is-sikurezza, l-affidabbiltà, il-kompattezza, il-ġestjoni tal-enerġija u termali, u l-kosteffettività.
L-elettronika għall-konsumatur (inklużi smartphones, arloġġi intelliġenti, apparati AR/VR, PCs, u workstations) qed jiġu ffukati dejjem aktar fuq l-ipproċessar ta’ aktar dejta fi spazji iżgħar, minkejja enfasi akbar fuq l-ispiża. L-ippakkjar avvanzat tas-semikondutturi se jkollu rwol ewlieni f’din ix-xejra, għalkemm il-metodi tal-ippakkjar jistgħu jkunu differenti minn dawk użati fl-HPC.
Ħin tal-posta: 07 ta' Ottubru 2024