Mae pecynnu lled-ddargludyddion wedi esblygu o ddyluniadau PCB 1D traddodiadol i fondio hybrid 3D arloesol ar lefel y wafer. Mae'r datblygiad hwn yn caniatáu bylchau rhyng-gysylltu yn yr ystod micron un digid, gyda lled band hyd at 1000 GB/s, gan gynnal effeithlonrwydd ynni uchel. Wrth wraidd technolegau pecynnu lled-ddargludyddion uwch mae pecynnu 2.5D (lle mae cydrannau'n cael eu gosod ochr yn ochr ar haen ganolradd) a phecynnu 3D (sy'n cynnwys pentyrru sglodion gweithredol yn fertigol). Mae'r technolegau hyn yn hanfodol ar gyfer dyfodol systemau HPC.
Mae technoleg pecynnu 2.5D yn cynnwys amrywiol ddeunyddiau haen canolradd, pob un â'i fanteision a'i anfanteision ei hun. Mae haenau canolradd silicon (Si), gan gynnwys wafferi silicon cwbl oddefol a phontydd silicon lleol, yn adnabyddus am ddarparu'r galluoedd gwifrau gorau, gan eu gwneud yn ddelfrydol ar gyfer cyfrifiadura perfformiad uchel. Fodd bynnag, maent yn gostus o ran deunyddiau a gweithgynhyrchu ac yn wynebu cyfyngiadau o ran ardal pecynnu. I liniaru'r problemau hyn, mae'r defnydd o bontydd silicon lleol yn cynyddu, gan ddefnyddio silicon yn strategol lle mae ymarferoldeb manwl yn hanfodol wrth fynd i'r afael â chyfyngiadau arwynebedd.
Mae haenau canolradd organig, gan ddefnyddio plastigau wedi'u mowldio allan o ffan, yn ddewis arall mwy cost-effeithiol yn lle silicon. Mae ganddynt gysonyn dielectrig is, sy'n lleihau oedi RC yn y pecyn. Er gwaethaf y manteision hyn, mae haenau canolradd organig yn ei chael hi'n anodd cyflawni'r un lefel o leihau nodweddion rhyng-gysylltu â phecynnu sy'n seiliedig ar silicon, gan gyfyngu ar eu mabwysiadu mewn cymwysiadau cyfrifiadura perfformiad uchel.
Mae haenau canolradd gwydr wedi denu cryn ddiddordeb, yn enwedig yn dilyn lansio Intel yn ddiweddar o becynnu cerbydau prawf sy'n seiliedig ar wydr. Mae gwydr yn cynnig sawl mantais, megis cyfernod ehangu thermol addasadwy (CTE), sefydlogrwydd dimensiynol uchel, arwynebau llyfn a gwastad, a'r gallu i gefnogi gweithgynhyrchu paneli, gan ei wneud yn ymgeisydd addawol ar gyfer haenau canolradd gyda galluoedd gwifrau tebyg i silicon. Fodd bynnag, ar wahân i heriau technegol, prif anfantais haenau canolradd gwydr yw'r ecosystem anaeddfed a'r diffyg capasiti cynhyrchu ar raddfa fawr ar hyn o bryd. Wrth i'r ecosystem aeddfedu a galluoedd cynhyrchu wella, efallai y bydd technolegau sy'n seiliedig ar wydr mewn pecynnu lled-ddargludyddion yn gweld twf a mabwysiadu pellach.
O ran technoleg pecynnu 3D, mae bondio hybrid di-bwmp Cu-Cu yn dod yn dechnoleg arloesol flaenllaw. Mae'r dechneg uwch hon yn cyflawni rhyng-gysylltiadau parhaol trwy gyfuno deunyddiau dielectrig (fel SiO2) â metelau mewnosodedig (Cu). Gall bondio hybrid Cu-Cu gyflawni bylchau o dan 10 micron, fel arfer yn yr ystod micron un digid, sy'n cynrychioli gwelliant sylweddol dros dechnoleg micro-bwmp draddodiadol, sydd â bylchau bwmp o tua 40-50 micron. Mae manteision bondio hybrid yn cynnwys mwy o I/O, lled band gwell, pentyrru fertigol 3D gwell, effeithlonrwydd pŵer gwell, a llai o effeithiau parasitig a gwrthiant thermol oherwydd absenoldeb llenwi gwaelod. Fodd bynnag, mae'r dechnoleg hon yn gymhleth i'w chynhyrchu ac mae ganddi gostau uwch.
Mae technolegau pecynnu 2.5D a 3D yn cwmpasu amrywiol dechnegau pecynnu. Mewn pecynnu 2.5D, yn dibynnu ar y dewis o ddeunyddiau haen ganolradd, gellir ei gategoreiddio'n haenau canolradd sy'n seiliedig ar silicon, haenau organig, a haenau canolradd sy'n seiliedig ar wydr, fel y dangosir yn y ffigur uchod. Mewn pecynnu 3D, nod datblygiad technoleg micro-bwmp yw lleihau dimensiynau bylchau, ond heddiw, trwy fabwysiadu technoleg bondio hybrid (dull cysylltu Cu-Cu uniongyrchol), gellir cyflawni dimensiynau bylchau un digid, gan nodi cynnydd sylweddol yn y maes.
**Tueddiadau Technolegol Allweddol i'w Gwylio:**
1. **Ardaloedd Haen Gyfryngol Mwy:** Rhagwelodd IDTechEx yn flaenorol, oherwydd yr anhawster i haenau cyfryngol silicon fod yn fwy na therfyn maint reticle 3x, y byddai atebion pont silicon 2.5D yn fuan yn disodli haenau cyfryngol silicon fel y prif ddewis ar gyfer pecynnu sglodion HPC. Mae TSMC yn gyflenwr mawr o haenau cyfryngol silicon 2.5D ar gyfer NVIDIA a datblygwyr HPC blaenllaw eraill fel Google ac Amazon, ac yn ddiweddar cyhoeddodd y cwmni gynhyrchu màs o'i CoWoS_L cenhedlaeth gyntaf gyda maint reticle 3.5x. Mae IDTechEx yn disgwyl i'r duedd hon barhau, gyda datblygiadau pellach yn cael eu trafod yn ei adroddiad sy'n ymdrin â chwaraewyr mawr.
2. **Pecynnu Lefel Panel:** Mae pecynnu lefel panel wedi dod yn ffocws sylweddol, fel y nodwyd yn Arddangosfa Lled-ddargludyddion Ryngwladol Taiwan 2024. Mae'r dull pecynnu hwn yn caniatáu defnyddio haenau canolradd mwy ac yn helpu i leihau costau trwy gynhyrchu mwy o becynnau ar yr un pryd. Er gwaethaf ei botensial, mae angen mynd i'r afael â heriau fel rheoli ystumio o hyd. Mae ei amlygrwydd cynyddol yn adlewyrchu'r galw cynyddol am haenau canolradd mwy a mwy cost-effeithiol.
3. **Haenau Canolradd Gwydr:** Mae gwydr yn dod i'r amlwg fel deunydd ymgeisydd cryf ar gyfer cyflawni gwifrau mân, tebyg i silicon, gyda manteision ychwanegol fel CTE addasadwy a dibynadwyedd uwch. Mae haenau canolradd gwydr hefyd yn gydnaws â phecynnu lefel panel, gan gynnig y potensial ar gyfer gwifrau dwysedd uchel am gostau mwy rheoladwy, gan ei wneud yn ateb addawol ar gyfer technolegau pecynnu yn y dyfodol.
4. **Bondio Hybrid HBM:** Mae bondio hybrid copr-copr 3D (Cu-Cu) yn dechnoleg allweddol ar gyfer cyflawni rhyng-gysylltiadau fertigol traw mân iawn rhwng sglodion. Defnyddiwyd y dechnoleg hon mewn amryw o gynhyrchion gweinydd pen uchel, gan gynnwys AMD EPYC ar gyfer SRAM a CPUs wedi'u pentyrru, yn ogystal â'r gyfres MI300 ar gyfer pentyrru blociau CPU/GPU ar fariau I/O. Disgwylir i fondio hybrid chwarae rhan hanfodol mewn datblygiadau HBM yn y dyfodol, yn enwedig ar gyfer pentyrrau DRAM sy'n fwy na haenau 16-Hi neu 20-Hi.
5. **Dyfeisiau Optegol Cyd-becynedig (CPO):** Gyda'r galw cynyddol am allbwn data ac effeithlonrwydd pŵer uwch, mae technoleg rhyng-gysylltu optegol wedi denu cryn sylw. Mae dyfeisiau optegol cyd-becynedig (CPO) yn dod yn ateb allweddol ar gyfer gwella lled band Mewnbwn/Allbwn a lleihau'r defnydd o ynni. O'i gymharu â throsglwyddiad trydanol traddodiadol, mae cyfathrebu optegol yn cynnig sawl mantais, gan gynnwys gwanhau signal is dros bellteroedd hir, sensitifrwydd croes-siarad is, a lled band wedi'i gynyddu'n sylweddol. Mae'r manteision hyn yn gwneud CPO yn ddewis delfrydol ar gyfer systemau HPC sy'n ddwys o ran data ac sy'n effeithlon o ran ynni.
**Marchnadoedd Allweddol i'w Gwylio:**
Y prif farchnad sy'n gyrru datblygiad technolegau pecynnu 2.5D a 3D yn ddiamau yw'r sector cyfrifiadura perfformiad uchel (HPC). Mae'r dulliau pecynnu uwch hyn yn hanfodol ar gyfer goresgyn cyfyngiadau Cyfraith Moore, gan alluogi mwy o drawsnewidyddion, cof, a rhyng-gysylltiadau o fewn un pecyn. Mae dadelfennu sglodion hefyd yn caniatáu defnydd gorau posibl o nodau proses rhwng gwahanol flociau swyddogaethol, megis gwahanu blociau I/O oddi wrth flociau prosesu, gan wella effeithlonrwydd ymhellach.
Yn ogystal â chyfrifiadura perfformiad uchel (HPC), disgwylir i farchnadoedd eraill hefyd gyflawni twf trwy fabwysiadu technolegau pecynnu uwch. Yn y sectorau 5G a 6G, bydd arloesiadau fel antenâu pecynnu ac atebion sglodion arloesol yn llunio dyfodol pensaernïaeth rhwydwaith mynediad diwifr (RAN). Bydd cerbydau ymreolaethol hefyd yn elwa, gan fod y technolegau hyn yn cefnogi integreiddio setiau synwyryddion ac unedau cyfrifiadurol i brosesu symiau mawr o ddata wrth sicrhau diogelwch, dibynadwyedd, crynodeb, rheolaeth pŵer a thermol, a chost-effeithiolrwydd.
Mae electroneg defnyddwyr (gan gynnwys ffonau clyfar, oriorau clyfar, dyfeisiau AR/VR, cyfrifiaduron personol, a gorsafoedd gwaith) yn canolbwyntio fwyfwy ar brosesu mwy o ddata mewn mannau llai, er gwaethaf mwy o bwyslais ar gost. Bydd pecynnu lled-ddargludyddion uwch yn chwarae rhan allweddol yn y duedd hon, er y gall y dulliau pecynnu fod yn wahanol i'r rhai a ddefnyddir mewn HPC.
Amser postio: Hydref-07-2024