Хагас дамжуулагч сав баглаа боодол нь уламжлалт 1 хэмжээст хэлхээний хавтангийн загвараас эхлээд ваферын түвшинд дэвшилтэт 3 хэмжээст эрлийз холболт хүртэл хөгжсөн. Энэхүү дэвшил нь өндөр эрчим хүчний үр ашгийг хадгалахын зэрэгцээ 1000 ГБ/с хүртэлх зурвасын өргөнтэй нэг оронтой микрон хүрээнд холболтын зайг бий болгох боломжийг олгодог. Дэвшилтэт хагас дамжуулагч сав баглаа боодлын технологийн гол цөм нь 2.5 хэмжээст сав баглаа боодол (бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг завсрын давхарга дээр зэрэгцүүлэн байрлуулдаг) болон 3 хэмжээст сав баглаа боодол (идэвхтэй чипүүдийг босоо байдлаар давхарлахыг хамардаг) юм. Эдгээр технологиуд нь HPC системийн ирээдүйд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
2.5D сав баглаа боодлын технологи нь янз бүрийн завсрын давхаргын материалыг ашигладаг бөгөөд тус бүр өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай. Бүрэн идэвхгүй цахиурын вафли болон орон нутгийн цахиурын гүүр зэрэг цахиурын (Si) завсрын давхаргууд нь хамгийн сайн холболтын чадварыг хангадаг гэдгээрээ алдартай бөгөөд өндөр гүйцэтгэлтэй тооцоолол хийхэд тохиромжтой болгодог. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь материал, үйлдвэрлэлийн хувьд үнэтэй бөгөөд сав баглаа боодлын талбайд хязгаарлалттай тулгардаг. Эдгээр асуудлыг бууруулахын тулд орон нутгийн цахиурын гүүрний хэрэглээ нэмэгдэж, цахиурыг стратегийн хувьд ашиглаж байгаа бөгөөд талбайн хязгаарлалтыг шийдвэрлэхийн зэрэгцээ нарийн функц чухал ач холбогдолтой юм.
Сэнстэй хэвэнд цутгасан хуванцар ашигладаг органик завсрын давхаргууд нь цахиурын оронд илүү зардал багатай хувилбар юм. Тэдгээр нь бага диэлектрик тогтмолтой тул савлагаан дахь RC саатлыг бууруулдаг. Эдгээр давуу талуудаас үл хамааран органик завсрын давхаргууд нь цахиур дээр суурилсан сав баглаа боодолтой ижил түвшний холболтын онцлогийг бууруулахад бэрхшээлтэй тулгардаг бөгөөд энэ нь өндөр хүчин чадалтай тооцооллын хэрэглээнд тэдгээрийг нэвтрүүлэхийг хязгаарладаг.
Шилэн завсрын давхаргууд нь ялангуяа Intel саяхан шилэн суурьтай туршилтын тээврийн хэрэгслийн сав баглаа боодлыг гаргасны дараа ихээхэн сонирхол татаж байна. Шил нь дулааны тэлэлтийн тохируулгатай коэффициент (CTE), өндөр хэмжээст тогтвортой байдал, гөлгөр ба хавтгай гадаргуу, хавтангийн үйлдвэрлэлийг дэмжих чадвар зэрэг хэд хэдэн давуу талыг санал болгодог бөгөөд энэ нь цахиуртай харьцуулах боломжтой утас дамжуулах чадвартай завсрын давхаргын ирээдүйтэй нэр дэвшигч болгодог. Гэсэн хэдий ч техникийн бэрхшээлээс гадна шилэн завсрын давхаргын гол сул тал нь экосистемийн хөгжил гүйцээгүй байдал болон томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлийн хүчин чадал одоогоор байхгүй байгаа явдал юм. Экосистем боловсорч, үйлдвэрлэлийн чадавхи сайжрахын хэрээр хагас дамжуулагч сав баглаа боодол дахь шилэн суурьтай технологиуд цаашид өсөн нэмэгдэж, хэрэгжиж магадгүй юм.
3 хэмжээст сав баглаа боодлын технологийн хувьд Cu-Cu овгоргүй эрлийз холбоо нь тэргүүлэх инновацийн технологи болж байна. Энэхүү дэвшилтэт техник нь диэлектрик материалыг (SiO2 гэх мэт) суулгагдсан металлуудтай (Cu) нэгтгэснээр байнгын холболтыг бий болгодог. Cu-Cu эрлийз холбоо нь 10 микроноос бага зайд, ихэвчлэн нэг оронтой микроны хүрээнд хүрч чаддаг бөгөөд энэ нь овгорын зай нь 40-50 микрон орчим байдаг уламжлалт бичил овгор технологиос мэдэгдэхүйц сайжирсан үзүүлэлт юм. Эрлийз холбооны давуу талууд нь I/O-г нэмэгдүүлэх, зурвасын өргөнийг нэмэгдүүлэх, 3 хэмжээст босоо давхаргыг сайжруулах, эрчим хүчний үр ашгийг дээшлүүлэх, ёроолын дүүргэлт байхгүйгээс болж шимэгчийн нөлөөлөл болон дулааны эсэргүүцлийг бууруулах зэрэг орно. Гэсэн хэдий ч энэ технологи нь үйлдвэрлэхэд төвөгтэй бөгөөд өндөр өртөгтэй байдаг.
2.5D болон 3D сав баглаа боодлын технологиуд нь янз бүрийн сав баглаа боодлын техникийг хамардаг. 2.5D сав баглаа боодлын хувьд завсрын давхаргын материалын сонголтоос хамааран дээрх зурагт үзүүлсэн шиг цахиур дээр суурилсан, органик суурьтай, шилэн суурьтай завсрын давхарга гэж ангилж болно. 3D сав баглаа боодлын хувьд микро бөмбөрцгийн технологийг хөгжүүлэх нь зайны хэмжээг багасгах зорилготой боловч өнөөдөр эрлийз холболтын технологийг (шууд Cu-Cu холболтын арга) нэвтрүүлснээр нэг оронтой зайны хэмжээсийг бий болгож, энэ салбарт мэдэгдэхүйц ахиц дэвшил гарч байгааг харуулж байна.
**Анхаарах ёстой технологийн гол чиг хандлага:**
1. **Зуучлагч давхаргын том талбайнууд:** IDTechEx өмнө нь цахиурын завсрын давхаргууд нь торны хэмжээнээс 3 дахин их байх хүндрэлтэй байдлаас шалтгаалан 2.5D цахиурын гүүрний уусмалууд нь HPC чипийг савлах үндсэн сонголт болох цахиурын завсрын давхаргыг удахгүй орлох болно гэж таамаглаж байсан. TSMC нь NVIDIA болон Google, Amazon зэрэг бусад тэргүүлэгч HPC хөгжүүлэгчдэд зориулсан 2.5D цахиурын завсрын давхаргын гол нийлүүлэгч бөгөөд тус компани саяхан 3.5 дахин том торны хэмжээтэй анхны үеийн CoWoS_L-ээ олноор үйлдвэрлэж эхэлснээ зарласан. IDTechEx нь энэхүү чиг хандлага үргэлжилнэ гэж найдаж байгаа бөгөөд гол тоглогчдыг хамарсан тайландаа цаашид дэвшил гаргах талаар авч үзсэн.
2. **Хавтангийн түвшний сав баглаа боодол:** 2024 оны Тайванийн олон улсын хагас дамжуулагч үзэсгэлэн дээр онцолсончлан, хавтангийн түвшний сав баглаа боодол нь чухал ач холбогдолтой болсон. Энэхүү сав баглаа боодлын арга нь илүү том завсрын давхаргыг ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд нэгэн зэрэг илүү олон багц үйлдвэрлэснээр зардлыг бууруулахад тусалдаг. Боломжтой хэдий ч гажуудлын менежмент зэрэг бэрхшээлүүдийг шийдвэрлэх шаардлагатай хэвээр байна. Үүний улам бүр түгээмэл болж байгаа нь илүү том, илүү зардал багатай завсрын давхаргын эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байгааг харуулж байна.
3. **Шилэн завсрын давхаргууд:** Шил нь тохируулгатай CTE болон өндөр найдвартай байдал зэрэг нэмэлт давуу талуудтай, цахиуртай харьцуулахуйц нарийн утас үүсгэх хүчтэй нэр дэвшигч материал болж гарч ирж байна. Шилэн завсрын давхаргууд нь самбар түвшний савлагаатай нийцдэг тул өндөр нягтралтай утас холбох боломжийг илүү боломжийн зардлаар санал болгодог тул ирээдүйн савлагааны технологийн ирээдүйтэй шийдэл болж байна.
4. **HBM эрлийз холболт:** 3D зэс-зэс (Cu-Cu) эрлийз холболт нь чипүүдийн хооронд хэт нарийн давирхайтай босоо холболтыг бий болгох гол технологи юм. Энэхүү технологийг SRAM болон CPU-үүдэд зориулсан AMD EPYC, мөн I/O diagrams дээр CPU/GPU блокуудыг давхарлах MI300 цуврал зэрэг янз бүрийн өндөр зэрэглэлийн серверийн бүтээгдэхүүнүүдэд ашиглаж ирсэн. Эрлийз холболт нь ирээдүйн HBM-ийн дэвшилд, ялангуяа 16-Hi эсвэл 20-Hi давхаргаас давсан DRAM стекүүдэд чухал үүрэг гүйцэтгэнэ гэж үзэж байна.
5. **Хамтран савласан оптик төхөөрөмжүүд (ХОТ):** Өгөгдөл дамжуулах хурд болон эрчим хүчний үр ашгийг нэмэгдүүлэх эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан оптик холболтын технологи ихээхэн анхаарал татаж байна. Хамтран савласан оптик төхөөрөмжүүд (ХОТ) нь I/O зурвасын өргөнийг нэмэгдүүлэх, эрчим хүчний хэрэглээг бууруулах гол шийдэл болж байна. Уламжлалт цахилгаан дамжуулалттай харьцуулахад оптик холбоо нь хол зайд дохионы сулрал багатай, харилцан ярианы мэдрэмж буурсан, зурвасын өргөн мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн зэрэг хэд хэдэн давуу талыг санал болгодог. Эдгээр давуу талууд нь ХОТ-г өгөгдөл их шаарддаг, эрчим хүчний хэмнэлттэй HPC системүүдийн хувьд хамгийн тохиромжтой сонголт болгодог.
**Анхаарах гол зах зээлүүд:**
2.5D болон 3D сав баглаа боодлын технологийн хөгжлийг хөдөлгөж буй анхдагч зах зээл нь эргэлзээгүй өндөр хүчин чадалтай тооцооллын (HPC) салбар юм. Эдгээр дэвшилтэт сав баглаа боодлын аргууд нь Мурын хуулийн хязгаарлалтыг даван туулах, нэг багц дотор илүү олон транзистор, санах ой, холболтыг бий болгоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Чипийн задрал нь мөн I/O блокуудыг боловсруулалтын блокуудаас салгах гэх мэт өөр өөр функциональ блокуудын хоорондох процессын зангилааг оновчтой ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь үр ашгийг улам сайжруулдаг.
Өндөр хүчин чадалтай тооцооллоос (HPC) гадна бусад зах зээлүүд дэвшилтэт сав баглаа боодлын технологийг нэвтрүүлснээр өсөлтөд хүрэх төлөвтэй байна. 5G болон 6G салбарт сав баглаа боодлын антенн, дэвшилтэт чип шийдлүүд зэрэг инновациуд нь утасгүй хандалтын сүлжээний (RAN) архитектурын ирээдүйг тодорхойлох болно. Автономит тээврийн хэрэгсэл нь аюулгүй байдал, найдвартай байдал, авсаархан байдал, эрчим хүч, дулааны менежмент, зардлын үр ашгийг хангахын зэрэгцээ их хэмжээний өгөгдлийг боловсруулахын тулд мэдрэгчийн багц болон тооцоолох нэгжүүдийг нэгтгэхийг дэмждэг тул ашиг тусаа өгөх болно.
Өртөгт илүү их анхаарал хандуулж байгаа ч хэрэглээний электроник (ухаалаг утас, ухаалаг цаг, AR/VR төхөөрөмж, компьютер, ажлын станц зэрэг) жижиг орон зайд илүү их өгөгдөл боловсруулахад улам бүр анхаарлаа хандуулж байна. Дэвшилтэт хагас дамжуулагч сав баглаа боодол нь энэ чиг хандлагад гол үүрэг гүйцэтгэх боловч сав баглаа боодлын аргууд нь HPC-д ашигладаг аргуудаас өөр байж болно.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 10-р сарын 7