Ýarymgeçiriji gaplama däp bolan 1D PCB dizaýnlaryndan plastinka derejesinde öňdebaryjy 3D gibrid baglanyşmasyna çenli ösdi. Bu ösüş ýokary energiýa netijeliligini saklap galmak bilen, 1000 GB/s çenli geçirijilik zolagy bilen bir sanly mikron aralygynda özara baglanyşyk aralygyny üpjün edýär. Öňdebaryjy ýarymgeçiriji gaplama tehnologiýalarynyň esasynda 2,5D gaplama (komponentler ara gatlakda ýan-ýana ýerleşdirilýär) we 3D gaplama (aktiw çipleriň dikligine ýerleşdirilmegini öz içine alýar) durýar. Bu tehnologiýalar HPC ulgamlarynyň geljegi üçin örän möhümdir.
2.5D gaplama tehnologiýasy dürli aralyk gatlak materiallaryny öz içine alýar, olaryň her biriniň öz artykmaçlyklary we kemçilikleri bar. Doly passiw kremniý plitalary we ýerli kremniý köprüleri ýaly kremniý (Si) aralyk gatlaklary iň gowy sim geçirijilik mümkinçiliklerini üpjün edýändigi bilen tanalýar, bu bolsa olary ýokary öndürijilikli hasaplamalar üçin ideal edýär. Şeýle-de bolsa, olar materiallar we önümçilik babatda gymmat we gaplama meýdanynda çäklendirmeler bilen ýüzbe-ýüz bolýarlar. Bu meseleleri azaltmak üçin ýerli kremniý köprüleriniň ulanylyşy artýar, meýdan çäklendirmelerini çözmek bilen birlikde inçe funksiýalaryň möhüm bolan ýerde kremniý strategik taýdan ulanylýar.
Ýelpiji bilen galyplanan plastmassalary ulanýan organiki ara gatlaklar kremniýiň has tygşytly alternatiwasydyr. Olaryň dielektrik hemişelikligi pes, bu bolsa gaplamada RC gijikmesini azaldýar. Bu artykmaçlyklara garamazdan, organiki ara gatlaklar kremniý esasly gaplama bilen birmeňzeş derejede özara baglanyşyk aýratynlyklaryny azaltmak üçin göreşýärler, bu bolsa olaryň ýokary öndürijilikli kompýuter programmalarynda ulanylmagyny çäklendirýär.
Aýna aralyk gatlaklary, esasanam Intel-iň ýakynda aýna esasly synag ulag gaplamasyny çykarmagyndan soň, uly gyzyklanma döretdi. Aýna birnäçe artykmaçlyklary hödürleýär, mysal üçin, termal giňelme koeffisiýenti (CTE), ýokary ölçegli durnuklylyk, tekiz we tekiz ýüzler we panel önümçiligini goldamak ukyby, bu bolsa ony kremniý bilen deňeşdirip boljak sim geçirijilik mümkinçilikleri bolan aralyk gatlaklar üçin geljegi uly dalaşgär edýär. Şeýle-de bolsa, tehniki kynçylyklardan başga-da, aýna aralyk gatlaklarynyň esasy kemçiligi ekosistemanyň kämil däldigi we häzirki wagtda uly möçberli önümçilik kuwwatynyň ýoklugydyr. Ekosistema kämilleşip we önümçilik mümkinçilikleri gowulaşyp, ýarymgeçiriji gaplamada aýna esasly tehnologiýalar has-da ösüp we ornaşdyrylyp biler.
3D gaplama tehnologiýasy babatda, Cu-Cu bükülmez gibrid baglanyşygy öňdebaryjy innowasion tehnologiýa öwrülýär. Bu ösen usul dielektrik materiallary (SiO2 ýaly) gömülen metallar (Cu) bilen birleşdirip, hemişelik arabaglanyşyklara ýetýär. Cu-Cu gibrid baglanyşygy 10 mikrondan aşak aralyklara, adatça bir sanly mikron aralygynda ýetip biler, bu bolsa bükülme aralyklary takmynan 40-50 mikron bolan däp bolan mikro-bükülme tehnologiýasyna garanyňda ep-esli gowulaşmany görkezýär. Gibrid baglanyşygyň artykmaçlyklary giriş/çykyşyň artmagyny, geçirijilik ukybynyň ýokarlanmagyny, 3D dik üýşürilişiniň gowulanmagyny, has gowy energiýa netijeliligini we aşaky doldurmanyň ýoklugy sebäpli parazit täsirleriniň we termal garşylygyň azalmagyny öz içine alýar. Şeýle-de bolsa, bu tehnologiýany öndürmek çylşyrymly we has ýokary çykdajylara eýedir.
2.5D we 3D gaplama tehnologiýalary dürli gaplama usullaryny öz içine alýar. 2.5D gaplamada, aralyk gatlak materiallarynyň saýlanmagyna baglylykda, ýokardaky suratda görkezilişi ýaly, kremniý esasly, organiki esasly we aýna esasly aralyk gatlaklara bölünip bilner. 3D gaplamada mikro-bump tehnologiýasynyň işlenip düzülmegi aralyk ölçeglerini azaltmagy maksat edinýär, ýöne häzirki wagtda gibrid baglanyşyk tehnologiýasyny (gönüden-göni Cu-Cu birikme usuly) ulanmak arkaly bir sanly aralyk ölçeglerine ýetip bolýar, bu bolsa bu ugurda uly öňegidişligi alamatlandyrýar.
**Seredip görmeli esasy tehnologiki tendensiýalar:**
1. **Uly araçy gatlak meýdanlary:** IDTechEx öň kremniý araçy gatlaklarynyň 3x tor ölçeg çäginden geçmeginiň kynçylygy sebäpli, 2.5D kremniý köprüsi çözgütleriniň HPC çiplerini gaplamak üçin esasy saýlaw hökmünde kremniý araçy gatlaklarynyň ornuny tutjakdygyny çaklapdy. TSMC NVIDIA we Google we Amazon ýaly beýleki öňdebaryjy HPC işläp düzüjileri üçin 2.5D kremniý araçy gatlaklarynyň esasy üpjün edijisidir we kompaniýa ýakynda 3.5x tor ölçegli birinji nesil CoWoS_L-iň köpçülikleýin önümçiligini yglan etdi. IDTechEx bu meýliň dowam etmegine garaşýar we esasy oýunçylary öz içine alýan hasabatynda mundan beýläk-de öňe gidişlikler ara alnyp maslahatlaşylýar.
2. **Panel derejesindäki gaplama:** 2024-nji ýylda Taýwanda geçirilen Halkara Ýarymgeçirijiler Sergisinde bellenilişi ýaly, panel derejesindäki gaplama möhüm üns merkezinde boldy. Bu gaplama usuly has uly aralyk gatlaklaryny ulanmaga mümkinçilik berýär we bir wagtyň özünde has köp gaplama öndürmek arkaly çykdajylary azaltmaga kömek edýär. Potensialyna garamazdan, döwülmeleriň dolandyrylmagy ýaly kynçylyklara henizem üns berilmeli. Onuň barha artýan ähmiýeti has uly, has tygşytly aralyk gatlaklaryna bolan islegiň artýandygyny görkezýär.
3. **Aýna araçy gatlaklary:** Aýna kremniý bilen deňeşdirip boljak inçe simleri döretmek üçin güýçli dalaşgär material hökmünde öňe çykýar, onuň goşmaça artykmaçlyklary, mysal üçin, sazlanyp bilýän CTE we ýokary ygtybarlylykdyr. Aýna araçy gatlaklary panel derejesindäki gaplama bilen hem utgaşykly bolup, ýokary dykyzlykdaky simleri has amatly çykdajylar bilen geçirmek mümkinçiligini hödürleýär, bu bolsa ony geljekki gaplama tehnologiýalary üçin geljegi uly çözgüt edýär.
4. **HBM Gibrid Baglanyşygy:** 3D mis-mis (Cu-Cu) gibrid baglanyşygy çipleriň arasynda örän inçe aralykly dik arabaglanyşygy gazanmak üçin esasy tehnologiýadyr. Bu tehnologiýa dürli ýokary derejeli serwer önümlerinde, şol sanda SRAM we prosessorlar üçin AMD EPYC-de, şeýle hem CPU/GPU bloklaryny giriş/çykyş matrislerinde ýerleşdirmek üçin MI300 seriýasynda ulanyldy. Gibrid baglanyşygyň geljekde HBM ösüşlerinde, esasanam 16-Hi ýa-da 20-Hi gatlaklaryndan ýokary DRAM staklary üçin möhüm rol oýnamagyna garaşylýar.
5. **Bilelikde paketlenen optiki enjamlar (BOP):** Maglumat geçirijiliginiň we energiýa netijeliliginiň ýokarlanmagy bilen, optiki özara baglanyşyk tehnologiýasy uly üns çekdi. Bilelikde paketlenen optiki enjamlar (BOP) giriş/çykyş geçirijilik ukybyny ýokarlandyrmak we energiýa sarp edilişini azaltmak üçin esasy çözgüt bolup durýar. Adaty elektrik geçirijiligi bilen deňeşdirilende, optiki aragatnaşyk uzak aralyklarda signalyň pese gaçmagy, özara gepleşik duýgurlygynyň peselmegi we geçirijilik ukybynyň ep-esli ýokarlanmagy ýaly birnäçe artykmaçlyklary hödürleýär. Bu artykmaçlyklar BOP-ny maglumat köp sarp edýän, energiýa tygşytlaýjy HPC ulgamlary üçin ideal saýlawa öwürýär.
**Synlamaly esasy bazarlar:**
2.5D we 3D gaplama tehnologiýalarynyň ösüşini öňe sürýän esasy bazar, şübhesiz, ýokary öndürijilikli hasaplamalar (HPC) pudagydyr. Bu ösen gaplama usullary Mur kanunynyň çäklendirmelerini ýeňip geçmek, bir paketde has köp tranzistorlary, ýatda saklamak we özara baglanyşyklary üpjün etmek üçin örän möhümdir. Çipleriň parçalanmagy, şeýle hem dürli funksional bloklaryň arasyndaky proses düwünleriniň iň gowy ulanylmagyna, mysal üçin, giriş/çykyş bloklaryny işleme bloklaryndan bölmäge, netijeliligi has-da ýokarlandyrmaga mümkinçilik berýär.
Ýokary öndürijilikli kompýuterlerden (ÝÖH) başga-da, beýleki bazarlaryň hem ösen gaplama tehnologiýalaryny ornaşdyrmak arkaly ösüş gazanmagyna garaşylýar. 5G we 6G pudaklarynda gaplama antennalary we öňdebaryjy çip çözgütleri ýaly innowasiýalar simsiz giriş torunyň (RAN) arhitekturasynyň geljegini kemala getirer. Awtonom ulaglar hem peýda görer, sebäbi bu tehnologiýalar howpsuzlygy, ygtybarlylygy, ykjamlygy, energiýa we ýylylyk dolandyryşyny we çykdajylaryň netijeliligini üpjün edip, köp mukdarda maglumatlary işläp taýýarlamak üçin sensor toplumlarynyň we kompýuter birlikleriniň integrasiýasyny goldaýar.
Sarp ediji elektronikasy (şol sanda smartfonlar, akylly sagatlar, AR/VR enjamlary, kompýuterler we iş stansiýalary), çykdajylara has köp üns berilmegine garamazdan, has kiçi giňişliklerde has köp maglumatlary işlemäge barha köp üns berýär. Ösen ýarymgeçiriji gaplama bu ugurda esasy rol oýnar, ýöne gaplama usullary HPC-de ulanylýan usullardan tapawutlanyp biler.
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 7-nji oktýabry