Ufungaji wa semicondukta umebadilika kutoka miundo ya jadi ya 1D PCB hadi uunganishaji wa kisasa wa 3D katika kiwango cha kaki. Uendelezaji huu huruhusu nafasi za muunganisho katika masafa ya maikroni yenye tarakimu moja, yenye kipimo data cha hadi GB 1000/s, huku ikidumisha ufanisi wa juu wa nishati. Msingi wa teknolojia za ufungashaji za semicondukta ya hali ya juu ni vifungashio vya 2.5D (ambapo vipengee vimewekwa kando kwenye safu ya kati) na ufungaji wa 3D (ambao unahusisha kuweka wima chips hai). Teknolojia hizi ni muhimu kwa siku zijazo za mifumo ya HPC.
Teknolojia ya ufungaji ya 2.5D inahusisha vifaa mbalimbali vya safu ya kati, kila moja ina faida na hasara zake. Safu za kati za silicon (Si), ikijumuisha kaki za silikoni zisizo na nguvu na madaraja ya silicon yaliyojanibishwa, zinajulikana kwa kutoa uwezo bora zaidi wa kuunganisha nyaya, na kuzifanya kuwa bora kwa utendakazi wa juu wa kompyuta. Walakini, ni ghali katika suala la vifaa na utengenezaji na mapungufu ya uso katika eneo la ufungaji. Ili kukabiliana na masuala haya, matumizi ya madaraja ya silicon yaliyojanibishwa yanaongezeka, kwa kutumia silicon kimkakati ambapo utendakazi mzuri ni muhimu wakati wa kushughulikia vikwazo vya eneo.
Tabaka za kiunganishi za kikaboni, kwa kutumia plastiki zilizotengenezwa na feni, ni mbadala wa gharama nafuu zaidi kwa silicon. Wana mara kwa mara ya chini ya dielectric, ambayo hupunguza kuchelewa kwa RC katika mfuko. Licha ya manufaa haya, tabaka za kiunganishi za kikaboni zinatatizika kufikia kiwango sawa cha upunguzaji wa vipengele vya muunganisho kama vile vifungashio vinavyotegemea silicon, hivyo kuzuia utumiaji wao katika utendakazi wa juu wa kompyuta.
Tabaka za kati za glasi zimepata riba kubwa, hasa kufuatia uzinduzi wa hivi majuzi wa Intel wa vifungashio vya magari ya majaribio vinavyotumia glasi. Glass inatoa manufaa kadhaa, kama vile kigawe kinachoweza kubadilishwa cha upanuzi wa halijoto (CTE), uthabiti wa hali ya juu, nyuso nyororo na bapa, na uwezo wa kuhimili uundaji wa paneli, na kuifanya iwe tegemeo la tabaka za kati na uwezo wa kuunganisha waya unaolingana na silicon. Hata hivyo, kando na changamoto za kiufundi, kikwazo kikuu cha tabaka za kati za kioo ni mfumo wa ikolojia usiokomaa na ukosefu wa sasa wa uwezo mkubwa wa uzalishaji. Kadiri mfumo wa ikolojia unavyoendelea kukomaa na uwezo wa uzalishaji unavyoboreka, teknolojia za glasi katika vifungashio vya semicondukta zinaweza kuona ukuaji zaidi na kupitishwa.
Kwa upande wa teknolojia ya vifungashio vya 3D, uunganishaji wa mseto wa Cu-Cu unakuwa teknolojia inayoongoza kwa ubunifu. Mbinu hii ya hali ya juu inafanikisha miunganisho ya kudumu kwa kuchanganya vifaa vya dielectric (kama SiO2) na metali zilizopachikwa (Cu). Uunganishaji wa mseto wa Cu-Cu unaweza kufikia nafasi zilizo chini ya maikroni 10, kwa kawaida katika safu ya maikroni yenye tarakimu moja, ikiwakilisha uboreshaji mkubwa zaidi ya teknolojia ya kitamaduni ya matuta madogo, ambayo ina nafasi za karibu mikroni 40-50. Faida za uunganisho wa mseto ni pamoja na kuongezeka kwa I/O, upelekaji data ulioimarishwa, uboreshaji wa kuweka kwa wima wa 3D, ufanisi bora wa nguvu, na kupunguza athari za vimelea na upinzani wa joto kwa sababu ya kutokuwepo kwa kujaza chini. Hata hivyo, teknolojia hii ni ngumu kutengeneza na ina gharama kubwa zaidi.
Teknolojia za ufungaji za 2.5D na 3D zinajumuisha mbinu mbalimbali za ufungashaji. Katika vifungashio vya 2.5D, kulingana na chaguo la nyenzo za safu ya kati, inaweza kuainishwa katika tabaka za kati zenye msingi wa silicon, za kikaboni na za glasi, kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu hapo juu. Katika ufungaji wa 3D, maendeleo ya teknolojia ya micro-bump inalenga kupunguza vipimo vya nafasi, lakini leo, kwa kupitisha teknolojia ya kuunganisha mseto (njia ya uunganisho ya moja kwa moja ya Cu-Cu), vipimo vya nafasi ya tarakimu moja vinaweza kupatikana, kuashiria maendeleo makubwa katika uwanja. .
**Mitindo Muhimu ya Kiteknolojia ya Kutazama:**
1. **Maeneo Kubwa ya Tabaka la Mwafaka:** IDTechEx ilitabiri hapo awali kwamba kutokana na ugumu wa tabaka za kati za silicon zinazozidi kikomo cha ukubwa wa rekodi ya 3x, misuluhisho ya daraja la silicon 2.5D hivi karibuni ingechukua nafasi ya tabaka za kati za silicon kama chaguo la msingi la kufunga chip za HPC. TSMC ni msambazaji mkuu wa tabaka 2.5D za silicon za NVIDIA na watengenezaji wengine wakuu wa HPC kama Google na Amazon, na kampuni hiyo ilitangaza hivi majuzi uzalishaji mkubwa wa kizazi chake cha kwanza cha CoWoS_L chenye ukubwa wa 3.5x. IDTechEx inatarajia mtindo huu kuendelea, na maendeleo zaidi yamejadiliwa katika ripoti yake inayohusu wachezaji wakuu.
2. **Ufungaji wa Ngazi ya Paneli:** Ufungaji wa kiwango cha paneli umekuwa jambo kuu, kama ilivyoangaziwa katika Maonyesho ya Kimataifa ya Semicondukta ya Taiwan 2024. Mbinu hii ya ufungashaji inaruhusu matumizi ya tabaka kubwa za kati na husaidia kupunguza gharama kwa kutoa vifurushi zaidi kwa wakati mmoja. Licha ya uwezo wake, changamoto kama vile usimamizi wa kurasa za vita bado zinahitaji kushughulikiwa. Umaarufu wake unaoongezeka unaonyesha hitaji linalokua la tabaka kubwa zaidi za upatanishi za gharama nafuu.
3. **Tabaka za Mwanishi za Glass:** Glass inaibuka kama nyenzo dhabiti ya kufanikisha uunganisho wa nyaya bora, unaolingana na silicon, pamoja na manufaa ya ziada kama vile CTE inayoweza kurekebishwa na kutegemewa zaidi. Safu za kiunganishi za glasi pia zinaoana na ufungashaji wa kiwango cha paneli, na kutoa uwezekano wa wiring zenye msongamano mkubwa kwa gharama zinazoweza kudhibitiwa, na kuifanya kuwa suluhisho la kuahidi kwa teknolojia za ufungaji za siku zijazo.
4. **Uunganishaji wa HBM Mseto:** Uunganishaji wa mseto wa shaba na shaba (Cu-Cu) ni teknolojia muhimu ya kufikia miunganisho ya wima ya kiwango cha juu kabisa kati ya chipsi. Teknolojia hii imetumika katika bidhaa mbalimbali za seva za hali ya juu, ikiwa ni pamoja na AMD EPYC kwa SRAM na CPU zilizopangwa, pamoja na mfululizo wa MI300 wa kuweka vizuizi vya CPU/GPU kwenye I/O ikifa. Uunganishaji mseto unatarajiwa kuchukua jukumu muhimu katika maendeleo ya HBM ya siku zijazo, haswa kwa rafu za DRAM zinazozidi safu 16-Hi au 20-Hi.
5. **Vifaa vya Macho Vilivyofungashwa Pamoja (CPO):** Kutokana na mahitaji yanayoongezeka ya upitishaji wa data na ufanisi wa nishati, teknolojia ya muunganisho wa macho imezingatiwa sana. Vifaa vya macho vilivyofungashwa pamoja (CPO) vinakuwa suluhisho muhimu kwa ajili ya kuimarisha kipimo data cha I/O na kupunguza matumizi ya nishati. Ikilinganishwa na upitishaji wa umeme wa kitamaduni, mawasiliano ya macho hutoa faida kadhaa, ikiwa ni pamoja na kupunguza kasi ya mawimbi kwa umbali mrefu, kupunguza unyeti wa mseto, na kuongezeka kwa kipimo data kwa kiasi kikubwa. Faida hizi hufanya CPO kuwa chaguo bora kwa mifumo ya HPC inayotumia data nyingi na isiyotumia nishati.
**Masoko Muhimu ya Kutazama:**
Soko la msingi linaloendesha ukuzaji wa teknolojia za ufungaji za 2.5D na 3D bila shaka ni sekta ya utendaji wa juu wa kompyuta (HPC). Njia hizi za hali ya juu za ufungashaji ni muhimu kwa kushinda mapungufu ya Sheria ya Moore, kuwezesha transistors zaidi, kumbukumbu, na miunganisho ndani ya kifurushi kimoja. Mtengano wa chips pia huruhusu matumizi bora ya nodi za mchakato kati ya vizuizi tofauti vya utendaji, kama vile kutenganisha vizuizi vya I/O kutoka kwa vizuizi vya usindikaji, kuboresha ufanisi zaidi.
Kando na utendakazi wa kompyuta wa hali ya juu (HPC), masoko mengine pia yanatarajiwa kufikia ukuaji kupitia kupitishwa kwa teknolojia za hali ya juu za ufungashaji. Katika sekta za 5G na 6G, ubunifu kama vile antena za upakiaji na suluhu za kisasa za chipu zitaunda mustakabali wa usanifu wa mtandao wa ufikiaji usiotumia waya (RAN). Magari yanayojiendesha pia yatafaidika, kwa kuwa teknolojia hizi zinasaidia ujumuishaji wa vyumba vya sensorer na vitengo vya kompyuta ili kuchakata kiasi kikubwa cha data huku ikihakikisha usalama, kutegemewa, ushikamano, nguvu na usimamizi wa joto, na ufanisi wa gharama.
Vifaa vya kielektroniki vya watumiaji (ikiwa ni pamoja na simu mahiri, saa mahiri, vifaa vya Uhalisia Pepe, Kompyuta za Kompyuta na vituo vya kazi) vinazidi kulenga kuchakata data zaidi katika nafasi ndogo, licha ya msisitizo mkubwa wa gharama. Ufungaji wa hali ya juu wa semiconductor utachukua jukumu muhimu katika mtindo huu, ingawa mbinu za ufungashaji zinaweza kutofautiana na zile zinazotumiwa katika HPC.
Muda wa kutuma: Oct-25-2024