தொழில் செய்திகள்: மேம்பட்ட பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பப் போக்குகள்

செமிகண்டக்டர் பேக்கேஜிங் பாரம்பரிய 1D PCB வடிவமைப்புகளிலிருந்து செதில் மட்டத்தில் அதிநவீன 3D ஹைப்ரிட் பிணைப்பு வரை உருவாகியுள்ளது. இந்த முன்னேற்றமானது ஒற்றை இலக்க மைக்ரான் வரம்பில், 1000 ஜிபி/வி வரையிலான அலைவரிசையுடன், அதிக ஆற்றல் திறனைப் பராமரிக்கும் இடைவெளியில் ஒன்றோடொன்று இணைக்க அனுமதிக்கிறது. மேம்பட்ட குறைக்கடத்தி பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பங்களின் மையத்தில் 2.5D பேக்கேஜிங் (இடைநிலை அடுக்கில் கூறுகள் அருகருகே வைக்கப்படுகின்றன) மற்றும் 3D பேக்கேஜிங் (செங்குத்தாக செயலில் உள்ள சில்லுகளை அடுக்கி வைப்பதை உள்ளடக்கியது). HPC அமைப்புகளின் எதிர்காலத்திற்கு இந்தத் தொழில்நுட்பங்கள் முக்கியமானவை.

2.5D பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பம் பல்வேறு இடைநிலை அடுக்கு பொருட்களை உள்ளடக்கியது, ஒவ்வொன்றும் அதன் சொந்த நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் உள்ளன. முழு செயலற்ற சிலிக்கான் செதில்கள் மற்றும் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட சிலிக்கான் பிரிட்ஜ்கள் உட்பட சிலிக்கான் (Si) இடைநிலை அடுக்குகள், சிறந்த வயரிங் திறன்களை வழங்குவதற்காக அறியப்படுகின்றன, அவை உயர் செயல்திறன் கொண்ட கணினிக்கு ஏற்றதாக அமைகின்றன. இருப்பினும், அவை பொருட்கள் மற்றும் உற்பத்தியின் அடிப்படையில் விலை உயர்ந்தவை மற்றும் பேக்கேஜிங் பகுதியில் வரம்புகளை எதிர்கொள்கின்றன. இந்தச் சிக்கல்களைத் தணிக்க, உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட சிலிக்கான் பாலங்களின் பயன்பாடு அதிகரித்து வருகிறது.

ஆர்கானிக் இடைநிலை அடுக்குகள், ஃபேன்-அவுட் மோல்டட் பிளாஸ்டிக்குகளைப் பயன்படுத்தி, சிலிக்கானுக்கு மிகவும் செலவு குறைந்த மாற்றாகும். அவை குறைந்த மின்கடத்தா மாறிலியைக் கொண்டுள்ளன, இது தொகுப்பில் RC தாமதத்தைக் குறைக்கிறது. இந்த நன்மைகள் இருந்தபோதிலும், கரிம இடைநிலை அடுக்குகள் சிலிக்கான்-அடிப்படையிலான பேக்கேஜிங் போன்ற ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட அம்சக் குறைப்பை அடைய போராடுகின்றன, உயர் செயல்திறன் கொண்ட கம்ப்யூட்டிங் பயன்பாடுகளில் அவற்றின் தத்தெடுப்பைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன.

கண்ணாடி இடைநிலை அடுக்குகள் குறிப்பிடத்தக்க ஆர்வத்தைப் பெற்றுள்ளன, குறிப்பாக இன்டெல்லின் சமீபத்திய கண்ணாடி அடிப்படையிலான சோதனை வாகன பேக்கேஜிங்கைத் தொடர்ந்து. கண்ணாடியானது வெப்ப விரிவாக்கத்தின் அனுசரிப்பு குணகம் (CTE), உயர் பரிமாண நிலைப்புத்தன்மை, மென்மையான மற்றும் தட்டையான மேற்பரப்புகள் மற்றும் பேனல் உற்பத்தியை ஆதரிக்கும் திறன் போன்ற பல நன்மைகளை வழங்குகிறது. இருப்பினும், தொழில்நுட்ப சவால்களைத் தவிர, கண்ணாடி இடைநிலை அடுக்குகளின் முக்கிய குறைபாடு முதிர்ச்சியடையாத சுற்றுச்சூழல் மற்றும் பெரிய அளவிலான உற்பத்தி திறன் இல்லாதது ஆகும். சுற்றுச்சூழல் அமைப்பு முதிர்ச்சியடைந்து, உற்பத்தித் திறன்கள் மேம்படும்போது, ​​குறைக்கடத்தி பேக்கேஜிங்கில் கண்ணாடி அடிப்படையிலான தொழில்நுட்பங்கள் மேலும் வளர்ச்சி மற்றும் தத்தெடுப்பைக் காணலாம்.

3D பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பத்தைப் பொறுத்தவரை, Cu-Cu பம்ப்-லெஸ் ஹைப்ரிட் பிணைப்பு ஒரு முன்னணி புதுமையான தொழில்நுட்பமாக மாறி வருகிறது. இந்த மேம்பட்ட நுட்பம் மின்கடத்தாப் பொருட்களை (SiO2 போன்றவை) உட்பொதிக்கப்பட்ட உலோகங்களுடன் (Cu) இணைப்பதன் மூலம் நிரந்தரமான தொடர்புகளை அடைகிறது. Cu-Cu கலப்பினப் பிணைப்பு 10 மைக்ரான்களுக்குக் குறைவான இடைவெளிகளை அடையலாம், பொதுவாக ஒற்றை இலக்க மைக்ரான் வரம்பில், பாரம்பரிய மைக்ரோ-பம்ப் தொழில்நுட்பத்தில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தைக் குறிக்கிறது, இது சுமார் 40-50 மைக்ரான் இடைவெளிகளைக் கொண்டுள்ளது. ஹைப்ரிட் பிணைப்பின் நன்மைகள், அதிகரித்த I/O, மேம்படுத்தப்பட்ட அலைவரிசை, மேம்படுத்தப்பட்ட 3D செங்குத்து ஸ்டாக்கிங், சிறந்த ஆற்றல் திறன் மற்றும் கீழே நிரப்புதல் இல்லாததால் ஒட்டுண்ணி விளைவுகள் மற்றும் வெப்ப எதிர்ப்பு ஆகியவை அடங்கும். இருப்பினும், இந்த தொழில்நுட்பம் தயாரிப்பதில் சிக்கலானது மற்றும் அதிக செலவு உள்ளது.

2.5D மற்றும் 3D பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பங்கள் பல்வேறு பேக்கேஜிங் நுட்பங்களை உள்ளடக்கியது. 2.5D பேக்கேஜிங்கில், இடைநிலை அடுக்குப் பொருட்களின் தேர்வைப் பொறுத்து, மேலே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, சிலிக்கான் அடிப்படையிலான, கரிம அடிப்படையிலான மற்றும் கண்ணாடி அடிப்படையிலான இடைநிலை அடுக்குகளாக வகைப்படுத்தலாம். 3D பேக்கேஜிங்கில், மைக்ரோ-பம்ப் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியானது இடைவெளி பரிமாணங்களைக் குறைப்பதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் இன்று, ஹைப்ரிட் பிணைப்பு தொழில்நுட்பத்தை (நேரடி Cu-Cu இணைப்பு முறை) பின்பற்றுவதன் மூலம், ஒற்றை இலக்க இடைவெளி பரிமாணங்களை அடைய முடியும், இது துறையில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தைக் குறிக்கிறது. .

**பார்க்க வேண்டிய முக்கிய தொழில்நுட்ப போக்குகள்:**

1. **பெரிய இடைநிலை அடுக்கு பகுதிகள்:** 3x ரெட்டிகல் அளவு வரம்பை மீறும் சிலிக்கான் இடைநிலை அடுக்குகளின் சிரமம் காரணமாக, 2.5D சிலிக்கான் பிரிட்ஜ் தீர்வுகள் விரைவில் HPC சில்லுகளை பேக்கேஜிங் செய்வதற்கான முதன்மைத் தேர்வாக சிலிக்கான் இடைநிலை அடுக்குகளை மாற்றும் என்று IDTechEx முன்னரே கணித்துள்ளது. TSMC ஆனது NVIDIA மற்றும் Google மற்றும் Amazon போன்ற பிற முன்னணி HPC டெவலப்பர்களுக்கான 2.5D சிலிக்கான் இடைநிலை அடுக்குகளின் முக்கிய சப்ளையர் ஆகும், மேலும் நிறுவனம் சமீபத்தில் அதன் முதல் தலைமுறை CoWoS_L ஐ 3.5x ரெட்டிகல் அளவுடன் பெருமளவில் உற்பத்தி செய்வதை அறிவித்தது. IDTechEx இந்த போக்கு தொடரும் என்று எதிர்பார்க்கிறது, மேலும் முன்னேற்றங்கள் அதன் அறிக்கையில் முக்கிய வீரர்களை உள்ளடக்கியது.

2. **பேனல்-லெவல் பேக்கேஜிங்:** 2024 தைவான் சர்வதேச செமிகண்டக்டர் கண்காட்சியில் சிறப்பிக்கப்பட்டது போல, பேனல்-லெவல் பேக்கேஜிங் குறிப்பிடத்தக்க கவனம் செலுத்துகிறது. இந்த பேக்கேஜிங் முறை பெரிய இடைநிலை அடுக்குகளைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது மற்றும் ஒரே நேரத்தில் அதிக தொகுப்புகளை தயாரிப்பதன் மூலம் செலவுகளைக் குறைக்க உதவுகிறது. அதன் சாத்தியம் இருந்தபோதிலும், போர்பேஜ் மேலாண்மை போன்ற சவால்கள் இன்னும் தீர்க்கப்பட வேண்டும். அதன் அதிகரித்துவரும் முக்கியத்துவம், பெரிய, அதிக செலவு குறைந்த இடைநிலை அடுக்குகளுக்கான வளர்ந்து வரும் தேவையை பிரதிபலிக்கிறது.

3. **கண்ணாடி இடைநிலை அடுக்குகள்:** சிலிக்கானுடன் ஒப்பிடக்கூடிய, சரிசெய்யக்கூடிய CTE மற்றும் அதிக நம்பகத்தன்மை போன்ற கூடுதல் நன்மைகளுடன், சிறந்த வயரிங் அடைவதற்கான ஒரு வலிமையான பொருளாக கண்ணாடி உருவாகி வருகிறது. கண்ணாடி இடைநிலை அடுக்குகள் பேனல்-லெவல் பேக்கேஜிங்குடன் இணக்கமாக உள்ளன, மேலும் நிர்வகிக்கக்கூடிய செலவில் அதிக அடர்த்தி கொண்ட வயரிங் சாத்தியத்தை வழங்குகிறது, இது எதிர்கால பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பங்களுக்கு ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய தீர்வாக அமைகிறது.

4. **HBM கலப்பினப் பிணைப்பு:** 3D காப்பர்-தாமிரம் (Cu-Cu) ஹைப்ரிட் பிணைப்பு என்பது சில்லுகளுக்கு இடையே அதி-நுண்ணிய சுருதி செங்குத்து இணைப்புகளை அடைவதற்கான ஒரு முக்கிய தொழில்நுட்பமாகும். அடுக்கப்பட்ட SRAM மற்றும் CPUகளுக்கான AMD EPYC, அத்துடன் I/O டைஸில் CPU/GPU பிளாக்குகளை அடுக்கி வைப்பதற்கான MI300 தொடர் உள்ளிட்ட பல்வேறு உயர்நிலை சர்வர் தயாரிப்புகளில் இந்தத் தொழில்நுட்பம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எதிர்கால HBM முன்னேற்றங்களில், குறிப்பாக 16-Hi அல்லது 20-Hi அடுக்குகளைத் தாண்டிய DRAM அடுக்குகளுக்கு ஹைப்ரிட் பிணைப்பு முக்கியப் பங்கு வகிக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

5. **கோ-பேக்கேஜ்டு ஆப்டிகல் டிவைசஸ் (CPO):** அதிக டேட்டா த்ரோபுட் மற்றும் பவர் திறனுக்கான தேவை அதிகரித்து வருவதால், ஆப்டிகல் இன்டர்கனெக்ட் தொழில்நுட்பம் கணிசமான கவனத்தைப் பெற்றுள்ளது. இணை-தொகுக்கப்பட்ட ஆப்டிகல் சாதனங்கள் (CPO) I/O அலைவரிசையை மேம்படுத்துவதற்கும் ஆற்றல் நுகர்வைக் குறைப்பதற்கும் ஒரு முக்கிய தீர்வாக மாறி வருகின்றன. பாரம்பரிய மின் பரிமாற்றத்துடன் ஒப்பிடும்போது, ​​ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன் பல நன்மைகளை வழங்குகிறது, இதில் நீண்ட தூரங்களில் குறைந்த சிக்னல் அட்டென்யூவேஷன், குறைக்கப்பட்ட க்ரோஸ்டாக் உணர்திறன் மற்றும் கணிசமாக அதிகரித்த அலைவரிசை ஆகியவை அடங்கும். இந்த நன்மைகள், தரவு-தீவிர, ஆற்றல்-திறனுள்ள HPC அமைப்புகளுக்கு CPO ஒரு சிறந்த தேர்வாக அமைகிறது.

**பார்க்க வேண்டிய முக்கிய சந்தைகள்:**

2.5D மற்றும் 3D பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பங்களின் வளர்ச்சிக்கு முதன்மையான சந்தை உந்துதலாக இருப்பது சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி உயர் செயல்திறன் கொண்ட கம்ப்யூட்டிங் (HPC) துறையாகும். இந்த மேம்பட்ட பேக்கேஜிங் முறைகள் மூரின் சட்டத்தின் வரம்புகளைக் கடப்பதற்கும், அதிக டிரான்சிஸ்டர்கள், நினைவகம் மற்றும் ஒரு தொகுப்பிற்குள் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்படுவதற்கும் முக்கியமானதாகும். சில்லுகளின் சிதைவு பல்வேறு செயல்பாட்டுத் தொகுதிகளுக்கு இடையேயான செயல்முறை முனைகளை உகந்த முறையில் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது, அதாவது I/O தொகுதிகளை செயலாக்கத் தொகுதிகளிலிருந்து பிரித்தல், மேலும் செயல்திறனை மேம்படுத்துதல்.

உயர்-செயல்திறன் கணினி (HPC) தவிர, பிற சந்தைகளும் மேம்பட்ட பேக்கேஜிங் தொழில்நுட்பங்களை ஏற்றுக்கொள்வதன் மூலம் வளர்ச்சியை அடையும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. 5G மற்றும் 6G துறைகளில், பேக்கேஜிங் ஆண்டெனாக்கள் மற்றும் அதிநவீன சிப் தீர்வுகள் போன்ற கண்டுபிடிப்புகள் வயர்லெஸ் அணுகல் நெட்வொர்க் (RAN) கட்டமைப்பின் எதிர்காலத்தை வடிவமைக்கும். பாதுகாப்பு, நம்பகத்தன்மை, கச்சிதமான தன்மை, சக்தி மற்றும் வெப்ப மேலாண்மை மற்றும் செலவு-செயல்திறன் ஆகியவற்றை உறுதிப்படுத்தும் அதே வேளையில், அதிக அளவிலான தரவைச் செயலாக்க, சென்சார் சூட்கள் மற்றும் கம்ப்யூட்டிங் யூனிட்களின் ஒருங்கிணைப்பை இந்தத் தொழில்நுட்பங்கள் ஆதரிப்பதால், தன்னாட்சி வாகனங்களும் பயனடையும்.

நுகர்வோர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் (ஸ்மார்ட்போன்கள், ஸ்மார்ட்வாட்ச்கள், ஏஆர்/விஆர் சாதனங்கள், பிசிக்கள் மற்றும் பணிநிலையங்கள் உட்பட) செலவில் அதிக முக்கியத்துவம் கொடுக்கப்பட்டாலும், சிறிய இடங்களில் அதிக தரவை செயலாக்குவதில் அதிக கவனம் செலுத்துகிறது. மேம்பட்ட குறைக்கடத்தி பேக்கேஜிங் இந்த போக்கில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும், இருப்பினும் பேக்கேஜிங் முறைகள் HPC இல் பயன்படுத்தப்படும் முறைகளிலிருந்து வேறுபடலாம்.