စက်မှုသတင်း- အဆင့်မြင့်ထုပ်ပိုးမှုနည်းပညာခေတ်ရေစီးကြောင်း

တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းထုပ်ပိုးမှုသည် သမားရိုးကျ 1D PCB ဒီဇိုင်းများမှ wafer အဆင့်တွင် နောက်ဆုံးပေါ် 3D ပေါင်းစပ်ချိတ်ဆက်ခြင်းသို့ ပြောင်းလဲလာသည်။ ဤတိုးတက်မှုသည် မြင့်မားသောစွမ်းအင်ထိရောက်မှုကို ထိန်းသိမ်းထားစဉ်တွင် လှိုင်းနှုန်း 1000 GB/s အထိ ဂဏန်းတစ်လုံး မိုက်ခရိုအကွာအဝေးတွင် အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုအကွာအဝေးကို ခွင့်ပြုပေးပါသည်။ အဆင့်မြင့် semiconductor ထုပ်ပိုးမှုနည်းပညာများ၏ အဓိကတွင် 2.5D ထုပ်ပိုးခြင်း (အစိတ်အပိုင်းများကို ကြားခံအလွှာတစ်ခုပေါ်တွင် ဘေးချင်းကပ်ထား) နှင့် 3D ထုပ်ပိုးခြင်း (တက်ကြွသောချစ်ပ်ပြားများကို ဒေါင်လိုက်ထည့်ခြင်းပါ၀င်သည်)။ ဤနည်းပညာများသည် HPC စနစ်များ၏ အနာဂတ်အတွက် အရေးကြီးပါသည်။

2.5D ထုပ်ပိုးမှုနည်းပညာတွင် အမျိုးမျိုးသော ကြားခံအလွှာပစ္စည်းများပါဝင်ပြီး တစ်ခုစီတွင် ၎င်း၏အားသာချက်များနှင့် အားနည်းချက်များရှိသည်။ အပြည့်အဝ passive silicon wafers နှင့် localized silicon တံတားများ အပါအဝင် ဆီလီကွန် (Si) ကြားခံအလွှာများသည် အကောင်းမွန်ဆုံး ဝါယာကြိုးများကို ပံ့ပိုးပေးသည့်အတွက် လူသိများပြီး စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားသော ကွန်ပျူတာများအတွက် စံပြဖြစ်စေပါသည်။ သို့သော် ၎င်းတို့သည် ပစ္စည်းများနှင့် ထုတ်လုပ်ရေးအရ ကုန်ကျစရိတ်များပြီး ထုပ်ပိုးမှုဧရိယာတွင် ကန့်သတ်ချက်များနှင့် ရင်ဆိုင်နေရသည်။ ဤပြဿနာများကို လျော့ပါးစေရန်၊ ဒေသအလိုက်ပြုလုပ်ထားသော ဆီလီကွန်တံတားများအသုံးပြုမှု တိုးလာကာ ဧရိယာကန့်သတ်ချက်များကို ဖြေရှင်းရာတွင် ကောင်းမွန်သောလုပ်ဆောင်နိုင်စွမ်းသည် အရေးကြီးသည့်နေရာတွင် ဆီလီကွန်များကို ဗျူဟာမြောက်အသုံးပြုကာ အသုံးချခြင်းဖြစ်ပါသည်။

ပန်ကာမှ ပုံသွင်းပလတ်စတစ်များကို အသုံးပြု၍ အော်ဂဲနစ် ကြားခံအလွှာများသည် ဆီလီကွန်အတွက် ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော အစားထိုးတစ်မျိုးဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့တွင် အထုပ်အတွင်း RC နှောင့်နှေးမှုကို လျှော့ချပေးသည့် သေးငယ်သော dielectric ကိန်းသေတစ်ခုရှိသည်။ ဤအားသာချက်များရှိနေသော်လည်း၊ အော်ဂဲနစ်ကြားခံအလွှာများသည် ဆီလီကွန်အခြေခံထုပ်ပိုးခြင်းကဲ့သို့ အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုအင်္ဂါရပ်ကို လျှော့ချခြင်းအဆင့်ကိုရရှိရန် ရုန်းကန်နေရပြီး စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားသော ကွန်ပျူတာအပလီကေးရှင်းများတွင် ၎င်းတို့၏မွေးစားခြင်းကို ကန့်သတ်ထားသည်။

အထူးသဖြင့် Intel ၏ မကြာသေးမီက ဖန်သားပြင်သုံး စမ်းသပ်ယာဉ်ထုပ်ပိုးမှုကို မကြာသေးမီက စတင်ထုတ်ပြခဲ့ပြီးနောက် Glass ကြားခံအလွှာများသည် သိသိသာသာ စိတ်ဝင်စားမှုကို ရရှိခဲ့သည်။ Glass သည် ချိန်ညှိနိုင်သော အပူချဲ့ခြင်း (CTE)၊ မြင့်မားသော ဘက်မြင်တည်ငြိမ်မှု၊ ချောမွေ့ပြီး ပြားချပ်ချပ်မျက်နှာပြင်များနှင့် ဘောင်များထုတ်လုပ်ခြင်းကို ပံ့ပိုးပေးနိုင်သောကြောင့် ၎င်းသည် ဆီလီကွန်ကဲ့သို့ ဝိုင်ယာကြိုးပေးစွမ်းနိုင်သော ကြားခံအလွှာများအတွက် အလားအလာရှိသော ကိုယ်စားလှယ်လောင်းဖြစ်လာစေသည်။ သို့သော်လည်း နည်းပညာဆိုင်ရာ စိန်ခေါ်မှုများမှလွဲ၍ ဖန်ကြားခံအလွှာများ၏ အဓိကအားနည်းချက်မှာ အရွယ်မရောက်သေးသော ဂေဟစနစ်နှင့် အကြီးစားထုတ်လုပ်မှုစွမ်းရည် လက်ရှိမရှိခြင်းပင်ဖြစ်သည်။ ဂေဟစနစ်များ ရင့်ကျက်လာပြီး ထုတ်လုပ်မှုစွမ်းရည်များ တိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ၊ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းထုပ်ပိုးမှုတွင် ဖန်-အခြေခံနည်းပညာများသည် ပိုမိုတိုးတက်မှုနှင့် မွေးစားခြင်းကို မြင်တွေ့နိုင်သည်။

3D ထုပ်ပိုးမှုနည်းပညာအရ Cu-Cu သည် အဖုအထစ်နည်းပါးသော ပေါင်းစပ်နှောင်ဖွဲ့မှုတွင် ထိပ်တန်းဆန်းသစ်တီထွင်မှုနည်းပညာတစ်ခု ဖြစ်လာပါသည်။ ဤအဆင့်မြင့်နည်းပညာသည် dielectric ပစ္စည်းများ (SiO2 ကဲ့သို့) သတ္တုများ (Cu) နှင့် ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့် အမြဲတမ်းအပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုကို ရရှိစေသည်။ Cu-Cu ပေါင်းစပ်ပေါင်းစပ်ခြင်းသည် ပုံမှန်အားဖြင့် ဂဏန်းတစ်လုံး မိုက်ခရိုနအကွာအဝေးတွင် 10 မိုက်ခရိုအောက် အကွာအဝေးကို ရရှိနိုင်ပြီး၊ 40-50 မိုက်ခရိုအကွာခန့်ရှိသော မိရိုးဖလာမိုက်ခရိုဖုနည်းပညာထက် သိသာထင်ရှားသောတိုးတက်မှုကို ကိုယ်စားပြုသည်။ ဟိုက်ဘရစ်ချိတ်ဆက်ခြင်း၏ အားသာချက်များတွင် I/O တိုးမြှင့်ခြင်း၊ ပိုမိုကောင်းမွန်သော bandwidth၊ ပိုမိုကောင်းမွန်သော 3D ဒေါင်လိုက် stacking၊ ပိုမိုကောင်းမွန်သော ပါဝါထိရောက်မှု၊ အောက်ခြေအဖြည့်များမရှိခြင်းကြောင့် ကပ်ပါးသက်ရောက်မှုများနှင့် အပူဒဏ်ကို လျှော့ချပေးခြင်းတို့ ပါဝင်သည်။ သို့သော်လည်း ဤနည်းပညာသည် ထုတ်လုပ်ရန် ရှုပ်ထွေးပြီး ကုန်ကျစရိတ် ပိုများသည်။

2.5D နှင့် 3D ထုပ်ပိုးမှုနည်းပညာများသည် အမျိုးမျိုးသော ထုပ်ပိုးမှုနည်းပညာများကို လွှမ်းခြုံထားသည်။ 2.5D ထုပ်ပိုးမှုတွင် အထက်ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ကြားခံအလွှာပစ္စည်းများရွေးချယ်မှုပေါ်မူတည်၍ 2.5D ထုပ်ပိုးမှုတွင်၊ ၎င်းကို ဆီလီကွန်အခြေခံ၊ အော်ဂဲနစ်အခြေခံနှင့် ဖန်သားအခြေခံသည့် ကြားခံအလွှာများအဖြစ် အမျိုးအစားခွဲခြားနိုင်သည်။ 3D ထုပ်ပိုးမှုတွင်၊ micro-bump နည်းပညာ၏ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည် အကွာအဝေးအတိုင်းအတာများကို လျှော့ချရန် ရည်ရွယ်သော်လည်း ယနေ့ခေတ်တွင် ပေါင်းစပ်နှောင်တွယ်ခြင်းနည်းပညာ (တိုက်ရိုက် Cu-Cu ချိတ်ဆက်မှုနည်းလမ်း) ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့် ဂဏန်းတစ်လုံးချင်းအကွာအတိုင်းအတာများကို အောင်မြင်နိုင်ပြီး နယ်ပယ်တွင် သိသာထင်ရှားသောတိုးတက်မှုကို အမှတ်အသားပြုပါသည်။ .

**စောင့်ကြည့်ရန် အဓိကနည်းပညာဆိုင်ရာ လမ်းကြောင်းများ-**

1. ** ကြီးမားသော ကြားခံအလွှာ ဧရိယာများ-** IDTechEx သည် 3x မျဉ်းကြောင်းအရွယ်အစား ကန့်သတ်ချက်ထက်ကျော်လွန်သော ဆီလီကွန်ကြားခံအလွှာများ၏ အခက်အခဲကြောင့် 2.5D ဆီလီကွန်တံတားဖြေရှင်းချက်များသည် HPC ချစ်ပ်များထုပ်ပိုးမှုဆိုင်ရာ အဓိကရွေးချယ်မှုအဖြစ် ဆီလီကွန်ကြားခံအလွှာများကို မကြာမီတွင် အစားထိုးမည်ဟု ယခင်က ဟောကိန်းထုတ်ခဲ့သည်။ TSMC သည် NVIDIA နှင့် Google နှင့် Amazon ကဲ့သို့သော ထိပ်တန်း HPC developer များအတွက် 2.5D ဆီလီကွန်ကြားခံအလွှာများကို အဓိကရောင်းချသူဖြစ်ပြီး ကုမ္ပဏီသည် မကြာသေးမီက ၎င်း၏ပထမမျိုးဆက် CoWoS_L ကို 3.5x reticle အရွယ်အစားဖြင့် အစုလိုက်အပြုံလိုက်ထုတ်လုပ်ကြောင်း ကြေညာခဲ့သည်။ IDTechEx သည် အဓိက ကစားသမားများနှင့် ပတ်သက်သည့် ၎င်း၏ အစီရင်ခံစာတွင် ဆွေးနွေးထားသော နောက်ထပ်တိုးတက်မှုများဖြင့် ဤလမ်းကြောင်းကို ဆက်လက်လုပ်ဆောင်ရန် မျှော်လင့်ပါသည်။

2. **Panel-Level Packaging:** 2024 Taiwan International Semiconductor Exhibition တွင် မီးမောင်းထိုးပြထားသည့်အတိုင်း Panel-level packaging သည် သိသာထင်ရှားသော အာရုံစိုက်မှုတစ်ခု ဖြစ်လာခဲ့သည်။ ဤထုပ်ပိုးမှုနည်းလမ်းသည် ပိုမိုကြီးမားသော ကြားခံအလွှာများကို အသုံးပြုရန် ခွင့်ပြုပြီး ပက်ကေ့ဂျ်များကို တစ်ပြိုင်နက်တည်း ပိုမိုထုတ်လုပ်ခြင်းဖြင့် ကုန်ကျစရိတ်များကို လျှော့ချပေးသည်။ ၎င်း၏ အလားအလာရှိသော်လည်း၊ warpage စီမံခန့်ခွဲမှုကဲ့သို့သော စိန်ခေါ်မှုများကို ကိုင်တွယ်ဖြေရှင်းရန် လိုအပ်နေသေးသည်။ ၎င်း၏ တိုးမြင့်လာမှုသည် ပိုမိုကြီးမား၍ ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော ကြားခံအလွှာများအတွက် ကြီးထွားလာသော လိုအပ်ချက်ကို ထင်ဟပ်စေသည်။

3. **Glass ကြားခံအလွှာများ-** Glass သည် ချိန်ညှိနိုင်သော CTE နှင့် မြင့်မားသောယုံကြည်စိတ်ချရမှုတို့ကဲ့သို့သော အပိုအားသာချက်များနှင့်အတူ စီလီကွန်နှင့် နှိုင်းယှဉ်နိုင်သော ကောင်းမွန်သောဝါယာကြိုးများရရှိရန်အတွက် အားကောင်းသောပစ္စည်းတစ်ခုအဖြစ် ပေါ်ထွက်လာပါသည်။ Glass ကြားခံအလွှာများသည် panel-level packaging နှင့်လည်း တွဲဖက်အသုံးပြုနိုင်ပြီး စီမံခန့်ခွဲနိုင်သော ကုန်ကျစရိတ်များဖြင့် မြင့်မားသောသိပ်သည်းဆ ဝိုင်ယာကြိုးများအတွက် အလားအလာကို ပေးဆောင်ကာ ၎င်းသည် အနာဂတ်ထုပ်ပိုးမှုနည်းပညာများအတွက် အလားအလာရှိသော ဖြေရှင်းချက်တစ်ခု ဖြစ်လာစေသည်။

4. **HBM Hybrid Bonding:** 3D ကြေးနီ-ကြေးနီ (Cu-Cu) ပေါင်းစပ်ချိတ်ဆက်ခြင်းသည် ချစ်ပ်များကြား အလွန်ကောင်းမွန်သော ဒေါင်လိုက်ချိတ်ဆက်မှုများကို ရရှိစေရန်အတွက် အဓိကနည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤနည်းပညာကို တန်းစီထားသော SRAM နှင့် CPU များအတွက် AMD EPYC အပါအဝင် အဆင့်မြင့်ဆာဗာထုတ်ကုန်များစွာတွင် အသုံးပြုထားပြီး I/O တွင် CPU/GPU ပိတ်ဆို့ခြင်းအတွက် MI300 စီးရီးတို့ကို အသုံးပြုထားသည်။ Hybrid bonding သည် အထူးသဖြင့် 16-Hi သို့မဟုတ် 20-Hi အလွှာများထက်ကျော်လွန်သော DRAM အတွဲများအတွက် အနာဂတ် HBM တိုးတက်မှုများတွင် အရေးပါသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်မည်ဟု မျှော်လင့်ရသည်။

5. **Co-Packaged Optical Devices (CPO):** ပိုမိုမြင့်မားသော ဒေတာဖြတ်သန်းမှုနှင့် ပါဝါထိရောက်မှုတို့အတွက် တောင်းဆိုမှုများပြားလာခြင်းကြောင့် optical အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုနည်းပညာသည် အာရုံစိုက်မှုရရှိလာခဲ့သည်။ Co-packaged optical devices (CPO) သည် I/O bandwidth မြှင့်တင်ရန်နှင့် စွမ်းအင်သုံးစွဲမှုကို လျှော့ချရန်အတွက် အဓိကဖြေရှင်းချက်တစ်ခု ဖြစ်လာနေသည်။ သမားရိုးကျလျှပ်စစ်ပို့လွှတ်ခြင်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက optical communication သည် အကွာအဝေးတွင် signal attenuation နည်းပါးခြင်း၊ crosstalk sensitivity လျှော့ချခြင်းနှင့် bandwidth သိသိသာသာတိုးခြင်းအပါအဝင် အားသာချက်များစွာကို ပေးပါသည်။ ဤအားသာချက်များသည် CPO ဒေတာအလွန်အကျွံ၊ စွမ်းအင်သက်သာသော HPC စနစ်များအတွက် စံပြရွေးချယ်မှုဖြစ်စေသည်။

**စောင့်ကြည့်ရန် အဓိကစျေးကွက်များ-**

2.5D နှင့် 3D ထုပ်ပိုးမှုနည်းပညာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးကို တွန်းအားပေးသည့် အဓိကစျေးကွက်မှာ စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် ကွန်ပျူတာ (HPC) ကဏ္ဍဖြစ်သည်မှာ သံသယဖြစ်ဖွယ်မရှိပါ။ ဤအဆင့်မြင့်ထုပ်ပိုးမှုနည်းလမ်းများသည် Moore's Law ၏ကန့်သတ်ချက်များကိုကျော်လွှားကာ ပက်ကေ့ခ်ျတစ်ခုအတွင်းတွင် ထရန်စစ္စတာများ၊ မှတ်ဉာဏ်များနှင့် အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုများကို ပိုမိုလုပ်ဆောင်နိုင်စေရန်အတွက် အရေးကြီးပါသည်။ ချစ်ပ်များပြိုကွဲခြင်းသည် မတူညီသောလုပ်ဆောင်မှုလုပ်ကွက်များကြားတွင် I/O ဘလောက်များကို စီမံဆောင်ရွက်သည့်လုပ်ကွက်များကို ခွဲထုတ်ခြင်းကဲ့သို့သော လုပ်ဆောင်ချက်ဆိုင်ရာ တုံးများကြားတွင် အကောင်းဆုံးအသုံးချမှုကိုလည်း ခွင့်ပြုပေးပါသည်။

High-performance computing (HPC) အပြင် အခြားစျေးကွက်များသည် အဆင့်မြင့်ထုပ်ပိုးမှုနည်းပညာများကို လက်ခံကျင့်သုံးခြင်းဖြင့် တိုးတက်မှုရရှိရန် မျှော်လင့်ပါသည်။ 5G နှင့် 6G ကဏ္ဍများတွင် ထုပ်ပိုးမှု အင်တာနာများနှင့် နောက်ဆုံးပေါ် ချစ်ပ်ဖြေရှင်းနည်းများကဲ့သို့သော ဆန်းသစ်တီထွင်မှုများသည် ကြိုးမဲ့ဝင်ရောက်အသုံးပြုမှုကွန်ရက် (RAN) ဗိသုကာများ၏ အနာဂတ်ကို ပုံဖော်ပေးမည်ဖြစ်သည်။ ဘေးကင်းမှု၊ ယုံကြည်စိတ်ချရမှု၊ ကျစ်လစ်သိပ်သည်းမှု၊ ပါဝါနှင့် အပူပိုင်းစီမံခန့်ခွဲမှုနှင့် ကုန်ကျစရိတ်သက်သာမှုတို့ကို သေချာစေပြီး ဒေတာအမြောက်အမြားကို စီမံဆောင်ရွက်ပေးရန်အတွက် အာရုံခံကိရိယာအစုံနှင့် ကွန်ပျူတာယူနစ်များ ပေါင်းစပ်မှုကို ပံ့ပိုးပေးသောကြောင့် ကိုယ်ပိုင်အုပ်ချုပ်ခွင့်ရယာဉ်များသည်လည်း အကျိုးရှိမည်ဖြစ်သည်။

လူသုံးအီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းများ (စမတ်ဖုန်းများ၊ စမတ်နာရီများ၊ AR/VR ကိရိယာများ၊ PCs နှင့် အလုပ်ရုံများအပါအဝင်) သည် ကုန်ကျစရိတ်ကို ပိုမိုအလေးထားသော်လည်း သေးငယ်သောနေရာများတွင် ဒေတာပိုမိုလုပ်ဆောင်ခြင်းအပေါ် ပိုမိုအာရုံစိုက်လာပါသည်။ ထုပ်ပိုးမှုနည်းလမ်းများသည် HPC တွင်အသုံးပြုသည့်ပုံစံများနှင့် ကွဲပြားနိုင်သော်လည်း အဆင့်မြင့်တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းထုပ်ပိုးမှုသည် ဤလမ်းကြောင်းတွင် အဓိကအခန်းကဏ္ဍမှပါဝင်မည်ဖြစ်သည်။