Хагас дамжуулагч сав баглаа боодол нь уламжлалт 1D ПХБ загвараас өрмөнцөр түвшний хамгийн сүүлийн үеийн 3D эрлийз холболт хүртэл өөрчлөгдсөн. Энэхүү дэвшилт нь эрчим хүчний өндөр үр ашгийг хадгалахын зэрэгцээ 1000 ГБ/с хүртэл зурвасын өргөнтэй нэг оронтой микроны мужид хоорондын зайг холбох боломжийг олгодог. Хагас дамжуулагч сав баглаа боодлын дэвшилтэт технологийн гол цөм нь 2.5D савлагаа (бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг завсрын давхарга дээр зэрэгцүүлэн байрлуулсан) ба 3D савлагаа (идэвхтэй чипүүдийг босоо байдлаар овоолсон) юм. Эдгээр технологи нь HPC системийн ирээдүйд маш чухал юм.
2.5D савлагааны технологи нь янз бүрийн завсрын давхаргын материалыг агуулдаг бөгөөд тус бүр өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай байдаг. Цахиурын (Si) завсрын давхаргууд, түүний дотор бүрэн идэвхгүй цахиур хавтан ба орон нутгийн цахиурын гүүрүүд нь утаснуудын хамгийн сайн чадавхийг хангадгаараа алдартай бөгөөд тэдгээрийг өндөр гүйцэтгэлтэй тооцоолоход тохиромжтой болгодог. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь материал, үйлдвэрлэлийн хувьд өндөр өртөгтэй бөгөөд баглаа боодлын талбарт хязгаарлалттай тулгардаг. Эдгээр асуудлыг багасгахын тулд газар нутгийн хязгаарлалтыг шийдвэрлэхийн зэрэгцээ нарийн ажиллагаатай байх нь чухал байдаг цахиурыг стратегийн хувьд ашиглаж, орон нутгийн цахиурын гүүрний хэрэглээ нэмэгдэж байна.
Органик зуучлагч давхарга нь сэнстэй цутгасан хуванцарыг ашиглан цахиураас илүү хэмнэлттэй хувилбар юм. Тэдгээр нь диэлектрик тогтмол багатай бөгөөд энэ нь багц дахь RC саатлыг бууруулдаг. Эдгээр давуу талуудыг үл харгалзан органик зуучлагч давхарга нь цахиурт суурилсан сав баглаа боодолтой ижил түвшний харилцан холболтыг багасгахын төлөө тэмцэж, өндөр гүйцэтгэлтэй тооцооллын хэрэглээнд ашиглах боломжийг хязгаарладаг.
Шилэн зуучлагч давхаргууд нь ялангуяа Intel саяхан шилэн суурьтай туршилтын тээврийн хэрэгслийн сав баглаа боодол худалдаанд гаргасны дараа ихээхэн сонирхол татсан. Шил нь дулааны тэлэлтийн коэффициент (CTE), өндөр хэмжээст тогтворжилт, гөлгөр, тэгш гадаргуу, хавтангийн үйлдвэрлэлийг дэмжих чадвар зэрэг хэд хэдэн давуу талыг санал болгодог бөгөөд энэ нь цахиуртай харьцуулах боломжтой утас дамжуулах чадвартай завсрын давхаргын хувьд ирээдүйтэй нэр дэвшигч болгодог. Гэсэн хэдий ч техникийн бэрхшээлээс гадна шилэн зуучлагч давхаргын гол сул тал бол бүрэн төлөвшөөгүй экосистем, одоогийн байдлаар томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлийн хүчин чадал дутагдалтай байгаа явдал юм. Экосистем боловсорч, үйлдвэрлэлийн хүчин чадал сайжрахын хэрээр хагас дамжуулагч сав баглаа боодол дахь шилэнд суурилсан технологиуд цаашдын өсөлт, хэрэглээг харж болно.
3D савлагааны технологийн хувьд Cu-Cu овойлтгүй эрлийз холболт нь тэргүүлэх шинэлэг технологи болж байна. Энэхүү дэвшилтэт техник нь диэлектрик материалыг (SiO2 гэх мэт) суулгагдсан металл (Cu)-тай хослуулснаар байнгын холболтыг бий болгодог. Cu-Cu эрлийз холболт нь ихэвчлэн нэг оронтой микроны мужид 10 микроноос бага зайд хүрэх боломжтой бөгөөд энэ нь 40-50 микрон орчим овойлт хоорондын зайтай уламжлалт бичил овойлт технологитой харьцуулахад мэдэгдэхүйц сайжруулалтыг илэрхийлдэг. Гибрид холболтын давуу талууд нь I/O-ийг нэмэгдүүлэх, зурвасын өргөнийг нэмэгдүүлэх, 3D босоо овоолохыг сайжруулах, эрчим хүчний үр ашгийг сайжруулах, доод дүүргэлт байхгүйгээс паразитуудын нөлөөлөл болон дулааны эсэргүүцлийг бууруулах зэрэг орно. Гэсэн хэдий ч энэ технологи нь үйлдвэрлэхэд төвөгтэй бөгөөд өндөр өртөгтэй байдаг.
2.5D ба 3D савлагааны технологи нь янз бүрийн савлагааны техникийг хамардаг. 2.5D савлагаанд завсрын давхаргын материалын сонголтоос хамааран дээрх зурагт үзүүлсэнчлэн цахиурт суурилсан, органик суурьтай, шилэн суурьтай завсрын давхарга гэж ангилж болно. 3D савлагааны хувьд бичил овойлт технологийн хөгжил нь зайны хэмжээсийг багасгах зорилготой боловч өнөөдөр эрлийз холбох технологийг (Cu-Cu шууд холболтын арга) хэрэглэснээр нэг оронтой орон зайд хүрэх боломжтой болж, энэ салбарт мэдэгдэхүйц ахиц дэвшил гарч байна. .
**Үзэх ёстой технологийн гол чиг хандлага:**
1. **Илүү том завсрын давхаргын бүсүүд:** IDTechEx өмнө нь цахиурын завсрын давхаргууд нь торлог бүрхэвчийн хэмжээ 3 дахин их хязгаарлагдмал байгаа тул 2.5D цахиурын гүүрний шийдэл нь HPC чипийг савлах үндсэн сонголт болох цахиурын завсрын давхаргыг орлоно гэж өмнө нь таамаглаж байсан. TSMC нь NVIDIA болон Google, Amazon зэрэг бусад тэргүүлэх HPC хөгжүүлэгчдэд зориулсан 2.5D цахиурын зуучлагч давхаргын гол нийлүүлэгч бөгөөд тус компани саяхан 3.5x торлог бүрхэвчтэй анхны үеийн CoWoS_L-ээ олноор үйлдвэрлэж байгаагаа зарлалаа. IDTechEx энэ чиг хандлага үргэлжилнэ гэж найдаж байгаа бөгөөд томоохон тоглогчдыг хамарсан тайландаа цаашдын ахиц дэвшлийг авч үзэх болно.
2. **Панелийн түвшний сав баглаа боодол:** 2024 оны Тайванийн олон улсын хагас дамжуулагчийн үзэсгэлэн дээр онцлон тэмдэглэснээр самбар түвшний сав баглаа боодол нь чухал ач холбогдолтой болсон. Энэхүү савлагааны арга нь илүү том завсрын давхаргыг ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд олон багцыг нэгэн зэрэг үйлдвэрлэх замаар зардлыг бууруулахад тусалдаг. Боломжтой хэдий ч эвдрэлийн менежмент гэх мэт сорилтуудыг шийдвэрлэх шаардлагатай хэвээр байна. Түүний өсөн нэмэгдэж буй нэр хүнд нь илүү том, илүү хэмнэлттэй зуучлагч давхаргын эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байгааг харуулж байна.
3. **Шилэн зуучлагч давхарга:** Шил нь цахиуртай дүйцэхүйц нарийн утсанд хүрэх хүчтэй материал болж гарч ирж байна, CTE тохируулгатай, найдвартай байдал зэрэг нэмэлт давуу талтай. Шилэн зуучлагч давхаргууд нь хавтангийн түвшний савлагаатай нийцдэг бөгөөд өндөр нягтралтай утсыг илүү удирдах боломжтой зардлаар санал болгодог бөгөөд энэ нь ирээдүйн сав баглаа боодлын технологийн ирээдүйтэй шийдэл болж өгдөг.
4. **HBM Hybrid Bonding:** 3D зэс-зэс (Cu-Cu) эрлийз холболт нь чипс хоорондын хэт нарийн давирхайн босоо холболтыг бий болгох гол технологи юм. Энэ технологийг овоолсон SRAM болон CPU-д зориулсан AMD EPYC, мөн оролт гаралтын хөтчүүдэд CPU/GPU блокуудыг овоолсон MI300 цуврал зэрэг өндөр чанартай серверийн бүтээгдэхүүнүүдэд ашигласан. Гибрид холболт нь HBM-ийн ирээдүйн дэвшилтэд, ялангуяа 16-Hi эсвэл 20-Hi давхаргаас хэтэрсэн DRAM стекүүдэд чухал үүрэг гүйцэтгэх төлөвтэй байна.
5. **Co-packaged Optical Devices (CPO):** Өгөгдөл дамжуулах чадвар, эрчим хүчний үр ашгийг нэмэгдүүлэх эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байгаа тул оптик холболтын технологи ихээхэн анхаарал татаж байна. Хамтарсан оптик төхөөрөмжүүд (CPO) нь оролт/гаралтын зурвасын өргөнийг нэмэгдүүлэх, эрчим хүчний хэрэглээг багасгах гол шийдэл болж байна. Уламжлалт цахилгаан дамжуулалттай харьцуулахад оптик холбоо нь хол зайд дохионы сулрал бага, харилцан ярианы мэдрэмжийг бууруулж, зурвасын өргөнийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх зэрэг хэд хэдэн давуу талтай байдаг. Эдгээр давуу талууд нь CPO-г өгөгдөл их шаарддаг, эрчим хүчний хэмнэлттэй HPC системүүдэд хамгийн тохиромжтой сонголт болгодог.
**Ажиглах гол зах зээлүүд:**
2.5D болон 3D савлагааны технологийг хөгжүүлэх үндсэн зах зээл нь өндөр хүчин чадалтай тооцоолох (HPC) салбар юм. Эдгээр дэвшилтэт савлагааны аргууд нь Мурын хуулийн хязгаарлалтыг даван туулах, нэг багц дотор илүү олон транзистор, санах ой, харилцан холболтыг идэвхжүүлэхэд маш чухал юм. Чипүүдийн задрал нь янз бүрийн функциональ блокуудын хоорондох процессын зангилааг оновчтой ашиглах боломжийг олгодог, тухайлбал, оролт/гаралтын блокуудыг боловсруулах блокуудаас салгаж, үр ашгийг улам дээшлүүлдэг.
Өндөр хүчин чадалтай тооцоолол (HPC) -аас гадна бусад зах зээлүүд ч гэсэн дэвшилтэт сав баглаа боодлын технологийг нэвтрүүлснээр өсөлтөд хүрэх төлөвтэй байна. 5G болон 6G салбарт сав баглаа боодлын антен, хамгийн сүүлийн үеийн чип шийдэл зэрэг шинэчлэлүүд нь утасгүй хандалтын сүлжээний (RAN) архитектурын ирээдүйг тодорхойлох болно. Автономит машинууд нь бас ашиг тустай байх болно, учир нь эдгээр технологи нь мэдрэгчийн багц болон тооцоолох нэгжийг нэгтгэж, аюулгүй байдал, найдвартай байдал, авсаархан байдал, эрчим хүч, дулааны удирдлага, зардлын үр ашгийг хангахын зэрэгцээ их хэмжээний өгөгдлийг боловсруулахад тусалдаг.
Өргөн хэрэглээний цахилгаан бараа (ухаалаг утас, ухаалаг цаг, AR/VR төхөөрөмж, компьютер, ажлын станц гэх мэт) зардалд илүү ач холбогдол өгч байгаа хэдий ч жижиг зайд илүү их мэдээлэл боловсруулахад илүү анхаарч байна. Дэвшилтэт хагас дамжуулагч сав баглаа боодол нь энэ чиг хандлагад гол үүрэг гүйцэтгэх боловч савлагааны арга нь HPC-д ашигладаг аргаас ялгаатай байж болно.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 10-р сарын 25