TSMC alustab CoPoS-paneelpakendit klaasituumaga odavamalt

Kujuta ette, et vahetatakse tuttav ümmargune räniplaat sülearvuti ekraani suuruse plaadi vastu. See kõlab nagu väike muudatus. Tegelikult pole see nii. See üleminek, ümmargustelt plaatidelt suurtele ristkülikukujulistele paneelidele, on TSMC pingutuste keskmes, et ohjeldada kõrge jõudlusega kiipide kulude kiiret tõusu.

TSMC liigub jõuliselt CoWoS-pakendamiselt paneelitasandi lähenemise CoPoS-i poole ning klaasituumaga aluskihid on selle plaani keskne osa. CoWoS kasutab ümmargusi 300 mm plaate. CoPoS kasutab paneele, mis võivad ulatuda ligikaudu 750 × 620 mm suuruseni. Rohkem pinda. Suurem väljasaak. Vähem jäätmeid. Matemaatika on lihtne: ühele paneelile mahub rohkem kiipe ja mälumodule, mis tõstab materjali kasutusefektiivsust ning vähendab ühe pinnaühiku maksumust umbes 20–30 protsenti.

Miks see tänapäeval oluline on? Sest nõudlus tehisintellekti kiirendite ja intensiivse arvutusvõimsuse järele kasvab jätkuvalt ning traditsiooniline pakendamine puutub kokku füüsiliste ja geomeetriliste piiridega. CoWoS-i ümmargused plaadid tekitavad vältimatut materjalikaotust, kui proovida efektiivselt paigutada ristkülikukujulisi kiibilõike ja mälupinu. Paneelid muudavad probleemi geomeetriat ning klaas asendab räni aluskihi tuumana, et parandada masstootmise teostatavust.

TSMC on juba üles seadnud piloot-CoPoS-liini ja töötab tiheda ajakavaga. Ettepoole suunatud sisemised plaanid viitavad piloottootmisele umbes 2027. aastal ja täielikule tõusule 2028. aastal paneelitasandi CoPoS-plaadite jaoks. Klaasituumalised variandid on planeeritud laiemaks kasutuselevõtuks pärast 2030. aastat, kusjuures ettevõtte Arizona tehas peaks mängima olulist rolli 2029.–2030. aastal. Need ajakavad langevad kokku konkurentide sammudega; Intel on väljendanud sarnaseid ambitsioone paneelitasandi fan-out-pakendamise osas oma Rio Rancho keskusest, mis loob eelduse tihedaks konkurentsiks järgmise põlvkonna aluskihi tehnoloogias.

Partnerlussuhted on siin olulised. TSMC teeb koostööd Taiwani ettevõtetega nagu Ibiden ja Innolux, et arendada kolmekihilist struktuuri, kus klaasituum paikneb kahe ABF-kihi vahel. See hübriidne kiht lubab termilisi, mehaanilisi ja tootmislikke eeliseid, mis on vajalikud CoPoS-tootmise usaldusväärseks ja kuluefektiivseks muutmiseks. Sama klaasituuma lähenemist hinnatakse ka CoWoS-i variandide puhul, sest tööstus otsib kõiki teid, mis parandavad väljasaaki ja vähendavad kulusid.

TSMC hinnangul võib CoPoS klaasituumaliste aluskihiga vähendada efektiivseid ühe pinnaühiku kulusid umbes 20–30 protsendi võrra, mis on suur eelis hiiglaslike mitme-kiibi AI-pakettide jaoks.

Tehnilised muutused kanduvad üle tooteteedele. Raportid viitavad, et AMD võib olla varajane paneelitasandi fan-out-pakendamise ja TSMC 1,4 nm protsessi kasutuselevõtja oma Zen 7 CPU-de jaoks. Kuid tagajärjed ulatuvad kaugemale klientide CPU-de ja GPU-de piiridest. FOPLP ja CoPoS-i kombineerimine avab võimalusi palju suuremate, mitme-kiibiga moodulite jaoks, mis on kohandatud andmekeskustele ja AI-kiirenditele, turgudele, mis hindavad rohkem jõudlust vati kohta ja kulutõhusust TOPs-i kohta kui tarbijahindu.

Loomulikult on ka varjukülg. Paneelitasandi protsesside skaleerimine kaasaegsete kiipide nõutud täpsuse ja väljasaagiga on keerukas ülesanne. Seadmetootjad vajavad uusi tööriistu. Töötlusprotsessi kontroll peab teravnema. Tarneahelad peavad kohanema klaasituumaliste lamiinatoodetega mahus. Sellest hoolimata on tasuvus veenev: vähem kasutuid servi, rohkem kasutatavat pinda ja tee, kuidas mahutada antud tootmismahus rohkem arvutusvõimsust.

Niisiis, kui räägime pooljuhtide järgmise skaala lainest, mõelge vähem ainult transistorite tihedusele ja rohkem platvormile, millel need transistorid paiknevad. Pakendamine kirjutab ümber kiipide majanduse reeglid ning TSMC edasiminek CoPoS-i koos klaasituumadega võib olla uue peatüki algus kiipide tootmise ja kasutuselevõtu ajaloos.