పరిశ్రమ వార్తలు: అధునాతన ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీ పోకడలు

సెమీకండక్టర్ ప్యాకేజింగ్ సాంప్రదాయ 1 డి పిసిబి డిజైన్ల నుండి పొర స్థాయిలో కట్టింగ్-ఎడ్జ్ 3 డి హైబ్రిడ్ బంధం వరకు అభివృద్ధి చెందింది. ఈ పురోగతి సింగిల్-డిజిట్ మైక్రాన్ పరిధిలో ఇంటర్‌కనెక్ట్ అంతరాన్ని అనుమతిస్తుంది, అధిక శక్తి సామర్థ్యాన్ని కొనసాగిస్తూ, 1000 GB/s వరకు బ్యాండ్‌విడ్త్‌లు ఉంటాయి. అధునాతన సెమీకండక్టర్ ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీల యొక్క ప్రధాన భాగంలో 2.5 డి ప్యాకేజింగ్ (ఇక్కడ భాగాలు మధ్యవర్తిత్వ పొరపై పక్కపక్కనే ఉంచబడతాయి) మరియు 3D ప్యాకేజింగ్ (ఇందులో క్రియాశీల చిప్స్ నిలువుగా పేర్చడం ఉంటుంది). ఈ సాంకేతికతలు HPC వ్యవస్థల భవిష్యత్తుకు కీలకమైనవి.

2.5 డి ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీలో వివిధ మధ్యవర్తిత్వ పొర పదార్థాలు ఉంటాయి, వీటిలో ప్రతి దాని స్వంత ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. సిలికాన్ (SI) మధ్యవర్తిత్వ పొరలు, పూర్తిగా నిష్క్రియాత్మక సిలికాన్ పొరలు మరియు స్థానికీకరించిన సిలికాన్ వంతెనలతో సహా, అత్యుత్తమ వైరింగ్ సామర్థ్యాలను అందించడానికి ప్రసిద్ది చెందాయి, ఇవి అధిక-పనితీరు గల కంప్యూటింగ్‌కు అనువైనవి. అయినప్పటికీ, ప్యాకేజింగ్ ప్రాంతంలో పదార్థాలు మరియు తయారీ మరియు ముఖ పరిమితుల పరంగా అవి ఖరీదైనవి. ఈ సమస్యలను తగ్గించడానికి, స్థానికీకరించిన సిలికాన్ వంతెనల ఉపయోగం పెరుగుతోంది, ప్రాంత పరిమితులను పరిష్కరించేటప్పుడు వ్యూహాత్మకంగా సిలికాన్‌ను ఉపయోగించడం కీలకం.

సేంద్రీయ మధ్యవర్తిత్వ పొరలు, ఫ్యాన్-అవుట్ అచ్చుపోసిన ప్లాస్టిక్‌లను ఉపయోగించి, సిలికాన్‌కు మరింత ఖర్చుతో కూడుకున్న ప్రత్యామ్నాయం. అవి తక్కువ విద్యుద్వాహక స్థిరాంకాన్ని కలిగి ఉంటాయి, ఇది ప్యాకేజీలో RC ఆలస్యాన్ని తగ్గిస్తుంది. ఈ ప్రయోజనాలు ఉన్నప్పటికీ, సేంద్రీయ మధ్యవర్తిత్వ పొరలు సిలికాన్-ఆధారిత ప్యాకేజింగ్ వలె అదే స్థాయిలో ఇంటర్‌కనెక్ట్ ఫీచర్ తగ్గింపును సాధించడానికి కష్టపడతాయి, అధిక-పనితీరు గల కంప్యూటింగ్ అనువర్తనాలలో వాటి స్వీకరణను పరిమితం చేస్తాయి.

గ్లాస్ మధ్యవర్తిత్వ పొరలు గణనీయమైన ఆసక్తిని సంపాదించాయి, ముఖ్యంగా ఇంటెల్ ఇటీవల గ్లాస్ ఆధారిత టెస్ట్ వెహికల్ ప్యాకేజింగ్ ప్రారంభించిన తరువాత. గ్లాస్ థర్మల్ ఎక్స్‌పాన్షన్ (సిటిఇ) యొక్క సర్దుబాటు గుణకం, అధిక డైమెన్షనల్ స్టెబిలిటీ, మృదువైన మరియు ఫ్లాట్ ఉపరితలాలు మరియు ప్యానెల్ తయారీకి మద్దతు ఇచ్చే సామర్థ్యం వంటి అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది, ఇది సిలికాన్‌తో పోల్చదగిన వైరింగ్ సామర్థ్యాలతో మధ్యవర్తిత్వ పొరలకు మంచి అభ్యర్థిగా మారుతుంది. ఏదేమైనా, సాంకేతిక సవాళ్లను పక్కన పెడితే, గాజు మధ్యవర్తిత్వ పొరల యొక్క ప్రధాన లోపం అపరిపక్వ పర్యావరణ వ్యవస్థ మరియు ప్రస్తుత పెద్ద-స్థాయి ఉత్పత్తి సామర్థ్యం లేకపోవడం. పర్యావరణ వ్యవస్థ పరిపక్వం చెందుతున్నప్పుడు మరియు ఉత్పత్తి సామర్థ్యాలు మెరుగుపడటంతో, సెమీకండక్టర్ ప్యాకేజింగ్‌లోని గాజు ఆధారిత సాంకేతికతలు మరింత పెరుగుదల మరియు స్వీకరణను చూడవచ్చు.

3 డి ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీ పరంగా, CU-CU బంప్-తక్కువ హైబ్రిడ్ బంధం ఒక ప్రముఖ వినూత్న సాంకేతిక పరిజ్ఞానంగా మారుతోంది. ఈ అధునాతన సాంకేతికత ఎంబెడెడ్ లోహాలతో (CU) తో విద్యుద్వాహక పదార్థాలను (SIO2 వంటివి) కలపడం ద్వారా శాశ్వత పరస్పర సంబంధాలను సాధిస్తుంది. CU-CU హైబ్రిడ్ బంధం 10 మైక్రాన్ల కంటే తక్కువ అంతరాలను సాధించగలదు, సాధారణంగా సింగిల్-డిజిట్ మైక్రాన్ పరిధిలో, సాంప్రదాయ మైక్రో-బంప్ టెక్నాలజీ కంటే గణనీయమైన మెరుగుదలని సూచిస్తుంది, ఇది 40-50 మైక్రాన్ల బంప్ అంతరాలను కలిగి ఉంటుంది. హైబ్రిడ్ బంధం యొక్క ప్రయోజనాలు పెరిగిన I/O, మెరుగైన బ్యాండ్‌విడ్త్, మెరుగైన 3D నిలువు స్టాకింగ్, మెరుగైన శక్తి సామర్థ్యం మరియు దిగువ నింపడం లేకపోవడం వల్ల పరాన్నజీవి ప్రభావాలు మరియు ఉష్ణ నిరోధకత తగ్గాయి. ఏదేమైనా, ఈ సాంకేతికత తయారీకి సంక్లిష్టమైనది మరియు అధిక ఖర్చులు కలిగి ఉంటుంది.

2.5 డి మరియు 3 డి ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీస్ వివిధ ప్యాకేజింగ్ పద్ధతులను కలిగి ఉంటాయి. 2.5 డి ప్యాకేజింగ్‌లో, మధ్యవర్తిత్వ పొర పదార్థాల ఎంపికను బట్టి, పై చిత్రంలో చూపిన విధంగా దీనిని సిలికాన్-ఆధారిత, సేంద్రీయ-ఆధారిత మరియు గాజు-ఆధారిత మధ్యవర్తిత్వ పొరలుగా వర్గీకరించవచ్చు. 3 డి ప్యాకేజింగ్‌లో, మైక్రో-బంప్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధి అంతరం కొలతలు తగ్గించడమే లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది, కాని నేడు, హైబ్రిడ్ బాండింగ్ టెక్నాలజీని (ప్రత్యక్ష CU-CU కనెక్షన్ పద్ధతి) అవలంబించడం ద్వారా, సింగిల్-డిజిట్ అంతరం కొలతలు సాధించవచ్చు, ఈ రంగంలో గణనీయమైన పురోగతిని సూచిస్తుంది.

** చూడటానికి కీ సాంకేతిక పోకడలు: **

1. TSMC NVIDIA మరియు గూగుల్ మరియు అమెజాన్ వంటి ఇతర ప్రముఖ HPC డెవలపర్‌ల కోసం 2.5D సిలికాన్ మధ్యవర్తిత్వ పొరల యొక్క ప్రధాన సరఫరాదారు, మరియు కంపెనీ ఇటీవల 3.5x రెటికల్ పరిమాణంతో తన మొదటి తరం కోవోస్_ఎల్ యొక్క భారీ ఉత్పత్తిని ప్రకటించింది. ప్రధాన ఆటగాళ్లను కవర్ చేసే తన నివేదికలో మరిన్ని పురోగతులు చర్చించడంతో, ఈ ధోరణి కొనసాగుతుందని ఐడిటెచెక్స్ ఆశిస్తోంది.

2. ఈ ప్యాకేజింగ్ పద్ధతి పెద్ద మధ్యవర్తిత్వ పొరలను ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది మరియు ఒకేసారి ఎక్కువ ప్యాకేజీలను ఉత్పత్తి చేయడం ద్వారా ఖర్చులను తగ్గించడంలో సహాయపడుతుంది. దాని సామర్థ్యం ఉన్నప్పటికీ, వార్‌పేజ్ నిర్వహణ వంటి సవాళ్లను ఇంకా పరిష్కరించాల్సిన అవసరం ఉంది. దీని పెరుగుతున్న ప్రాముఖ్యత పెద్ద, ఎక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్న మధ్యవర్తిత్వ పొరలకు పెరుగుతున్న డిమాండ్‌ను ప్రతిబింబిస్తుంది.

3. గ్లాస్ మధ్యవర్తిత్వ పొరలు ప్యానెల్-స్థాయి ప్యాకేజింగ్‌తో కూడా అనుకూలంగా ఉంటాయి, అధిక-సాంద్రత కలిగిన వైరింగ్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని మరింత నిర్వహించదగిన ఖర్చులు వద్ద అందిస్తాయి, ఇది భవిష్యత్ ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీలకు మంచి పరిష్కారంగా మారుతుంది.

4. ఈ సాంకేతిక పరిజ్ఞానం వివిధ హై-ఎండ్ సర్వర్ ఉత్పత్తులలో ఉపయోగించబడింది, వీటిలో పేర్చబడిన SRAM మరియు CPU ల కోసం AMD EPYC, అలాగే I/O డైస్‌పై CPU/GPU బ్లాక్‌లను పేర్చడానికి MI300 సిరీస్ ఉన్నాయి. భవిష్యత్ హెచ్‌బిఎం పురోగతిలో హైబ్రిడ్ బంధం కీలక పాత్ర పోషిస్తుందని భావిస్తున్నారు, ముఖ్యంగా 16-హి లేదా 20-హై పొరలను మించిన డ్రామ్ స్టాక్‌లకు.

5. సహ-ప్యాకేజ్డ్ ఆప్టికల్ పరికరాలు (సిపిఓ) I/O బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను పెంచడానికి మరియు శక్తి వినియోగాన్ని తగ్గించడానికి కీలకమైన పరిష్కారంగా మారుతున్నాయి. సాంప్రదాయ ఎలక్ట్రికల్ ట్రాన్స్‌మిషన్‌తో పోలిస్తే, ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది, వీటిలో ఎక్కువ దూరం కంటే తక్కువ సిగ్నల్ అటెన్యుయేషన్, క్రాస్‌స్టాక్ సున్నితత్వం తగ్గడం మరియు బ్యాండ్‌విడ్త్ గణనీయంగా పెరిగింది. ఈ ప్రయోజనాలు డేటా-ఇంటెన్సివ్, శక్తి-సమర్థవంతమైన HPC వ్యవస్థలకు CPO ని అనువైన ఎంపికగా చేస్తాయి.

** చూడటానికి కీ మార్కెట్లు: **

2.5 డి మరియు 3 డి ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీల అభివృద్ధిని నడిపించే ప్రాధమిక మార్కెట్ నిస్సందేహంగా హై-పెర్ఫార్మెన్స్ కంప్యూటింగ్ (హెచ్‌పిసి) రంగం. ఈ అధునాతన ప్యాకేజింగ్ పద్ధతులు మూర్ యొక్క చట్టం యొక్క పరిమితులను అధిగమించడానికి కీలకమైనవి, ఒకే ప్యాకేజీలో ఎక్కువ ట్రాన్సిస్టర్లు, మెమరీ మరియు ఇంటర్ కనెక్షన్లను అనుమతిస్తాయి. చిప్స్ యొక్క కుళ్ళిపోవడం వివిధ ఫంక్షనల్ బ్లాకుల మధ్య ప్రాసెస్ నోడ్‌ల యొక్క సరైన వినియోగాన్ని కూడా అనుమతిస్తుంది, అంటే I/O బ్లాక్‌లను ప్రాసెసింగ్ బ్లాక్‌ల నుండి వేరు చేయడం, సామర్థ్యాన్ని మరింత పెంచుతుంది.

హై-పెర్ఫార్మెన్స్ కంప్యూటింగ్ (హెచ్‌పిసి) తో పాటు, ఇతర మార్కెట్లు కూడా అధునాతన ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీలను స్వీకరించడం ద్వారా వృద్ధిని సాధిస్తాయని భావిస్తున్నారు. 5G మరియు 6G రంగాలలో, ప్యాకేజింగ్ యాంటెన్నాలు మరియు కట్టింగ్-ఎడ్జ్ చిప్ సొల్యూషన్స్ వంటి ఆవిష్కరణలు వైర్‌లెస్ యాక్సెస్ నెట్‌వర్క్ (RAN) నిర్మాణాల భవిష్యత్తును రూపొందిస్తాయి. స్వయంప్రతిపత్త వాహనాలు కూడా ప్రయోజనం పొందుతాయి, ఎందుకంటే ఈ సాంకేతికతలు భద్రత, విశ్వసనీయత, కాంపాక్ట్‌నెస్, పవర్ మరియు థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ మరియు ఖర్చు-ప్రభావాన్ని నిర్ధారించేటప్పుడు పెద్ద మొత్తంలో డేటాను ప్రాసెస్ చేయడానికి సెన్సార్ సూట్లు మరియు కంప్యూటింగ్ యూనిట్ల ఏకీకరణకు మద్దతు ఇస్తాయి.

కన్స్యూమర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ (స్మార్ట్‌ఫోన్‌లు, స్మార్ట్‌వాచ్‌లు, AR/VR పరికరాలు, పిసిలు మరియు వర్క్‌స్టేషన్లతో సహా) ఖర్చుపై ఎక్కువ ప్రాధాన్యత ఉన్నప్పటికీ, చిన్న ప్రదేశాల్లో ఎక్కువ డేటాను ప్రాసెస్ చేయడంపై ఎక్కువ దృష్టి సారించాయి. ఈ ధోరణిలో అధునాతన సెమీకండక్టర్ ప్యాకేజింగ్ కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది, అయినప్పటికీ ప్యాకేజింగ్ పద్ధతులు HPC లో ఉపయోగించిన వాటికి భిన్నంగా ఉండవచ్చు.