Hibrid kötés: Kulcsfontosságú technológia, amely a félvezetőipar jövőbeli fejlődését irányítja

MI-rendszerek és a Moore utáni korszak igényei: számítástechnikai teljesítménystackelés és chipek közötti adatátvitel

Az utóbbi években megnőtt az AI-chipek iránti kereslet. A nagyméretű nyelvi modellek összetettsége miatt egyetlen chip nem képes a teljes modellt befogadni, ami arra készteti az AI-chipeket, hogy fokozatosan szisztematikus tervekké fejlődjenek. Az AI-rendszerek jellemzően több számítási chipből (például CPU-kból, GPU-kból és ASIC-kből) és memóriachipekből (például HBM) állnak. Az AI-rendszerek teljesítményének növelése és az energiafogyasztás csökkentése érdekében a rendszertervezőknek közelebb kell elhelyezniük egymáshoz a kiterjedt adatkommunikációt igénylő chipeket, akár 2,5D vagy 3D tokozást is alkalmazva az összekapcsoláshoz. Ez az összekapcsolás nemcsak felgyorsítja az átviteli sebességet, hanem csökkenti az energiafogyasztást is, így a fejlett tokozás létfontosságú szerepet játszik egy olyan korban, ahol a rendszer energiafogyasztása egyre fontosabb.

A csomagolástechnológia fejlődése: -tól/-től Huzalkötés hibrid kötéshez

A csomagolási technológia folyamatosan fejlődik a fejlett csomagolás felé, a huzalkötéstől a Szerszámkötés, és most a hibrid kötés. A mesterséges intelligencia rendszerek számítási teljesítménye iránti robbanásszerű kereslet miatt a nagyobb gyártók elkezdték agresszívan egymásra rakni a chipeket, fejlett tokozási technológiákat vezetve be a mesterséges intelligencia chiprendszerekbe. A 2,5 dimenziós tokozás a Micro bump technológiát alkalmazza, míg a nagyobb memóriát és CPU/GPU adatátviteli sebességet igénylő rendszerek a 3D hibrid kötés technológiát alkalmazzák.

A hibrid kötési technológia széles körben elterjedt, nem korlátozódik a logikai chipek egymásra helyezésére

A hibrid kötés technológiát nemcsak a 3D tokozásban használják, hanem széles körben alkalmazzák olyan területeken is, mint a CMOS képérzékelők (CIS), a 3D NAND és a HBM. A HBM4 (a nagy sávszélességű memória negyedik generációja) részben felhasználhatja a hibrid kötést, míg a HBM5 hibrid kötést igényel a teljesítményigények kielégítéséhez. Különböző chipek vagy modulok összekapcsolására szolgáló technológiaként a hibrid kötés jelentősen növelheti az adatátviteli sebességet, és jelentősége egyre hangsúlyosabbá válik.

A hibrid kötéstechnológia alapelvei és előnyei

A hibrid kötés egy olyan lapkakötési technológia, amely a chipek közötti összekapcsolást közvetlen réz-réz (Cu-Cu) kötések kialakításával éri el. A hagyományos kötési technológiákkal összehasonlítva a hibrid kötés a következő előnyöket kínálja:

1. Kisebb kötési hézagA hibrid kötés kisebb kötési rés elérését teszi lehetővé, ezáltal növelve a chipek közötti összekapcsolási sűrűséget és javítva a chip teljesítményét.

2. Alacsonyabb ellenállásA réz-réz kötés alacsony ellenállása miatt a hibrid kötés csökkentheti a chipek közötti jelátviteli késleltetést, javítva a chip sebességét.

3. Nagyobb megbízhatóságA hibrid kötés kötési szilárdsága magas, ami növelheti a chipek megbízhatóságát.

4. Alacsonyabb energiafogyasztásAz alacsonyabb ellenállásnak köszönhetően a hibrid kötés csökkentheti a chipek közötti energiafogyasztást.

5. 

6. A hibrid kötéstechnológia fontossága a jövő mesterséges intelligencia rendszerei számára

   Bár a hibrid kötési technológia alkalmazása a jelenlegi mesterséges intelligencia chipekben még korlátozott, a számítási teljesítmény iránti jövőbeli igény a chipek egymásra helyezését fogja eredményezni, ami jelentősen növeli a chipek közötti adatátviteli igényeket. Ezenkívül a többchipes rendszerek energiafogyasztásának hatékonyabbnak kell lennie. Ezért a hibrid kötési technológia fontos szerepet fog játszani a mesterséges intelligencia chiprendszerekben, legyen szó akár 3D-s tokozásról, akár a következő generációs HBM gyártásáról. Az AMD mesterséges intelligencia GPU-jának (MI300 és a következő generációs chipek) fejlesztése is megerősíti ezt a tendenciát.

   

7. Következtetés

   Fejlett chipkötési technológiaként a hibrid kötés kulcsszerepet fog játszani a félvezetőipar jövőbeli fejlődésében. Az olyan területek gyors fejlődésével, mint a mesterséges intelligencia és a nagy teljesítményű számítástechnika, a chipek teljesítményével és energiafogyasztásával szembeni igények folyamatosan növekednek. A hibrid kötési technológia erőteljes támogatást nyújt majd ezen igények kielégítéséhez. Izgatottan várjuk, hogy a hibrid kötési technológia alkalmazása egyre több területen is folytatódjon, további innovációt és áttörést hozva a félvezetőiparba.