ព័ត៌មានឧស្សាហកម្ម៖ និន្នាការបច្ចេកវិជ្ជាវេចខ្ចប់កម្រិតខ្ពស់

ការវេចខ្ចប់ Semiconductor បានវិវត្តន៍ពីការរចនា 1D PCB ប្រពៃណី ទៅជាការភ្ជាប់កូនកាត់ 3D នៅកម្រិត wafer ។ ភាពជឿនលឿននេះអនុញ្ញាតឱ្យមានគម្លាតទំនាក់ទំនងគ្នាក្នុងជួរមីក្រូលេខមួយខ្ទង់ ជាមួយនឹងកម្រិតបញ្ជូនរហូតដល់ 1000 GB/s ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវប្រសិទ្ធភាពថាមពលខ្ពស់។ ស្នូលនៃបច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់ semiconductor កម្រិតខ្ពស់គឺការវេចខ្ចប់ 2.5D (ដែលសមាសធាតុត្រូវបានដាក់នៅម្ខាងនៅលើស្រទាប់អន្តរការី) និងការវេចខ្ចប់ 3D (ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការដាក់បន្ទះសៀគ្វីសកម្មបញ្ឈរ) ។ បច្ចេកវិទ្យាទាំងនេះមានសារៈសំខាន់សម្រាប់អនាគតនៃប្រព័ន្ធ HPC ។

បច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់ 2.5D ពាក់ព័ន្ធនឹងសម្ភារៈស្រទាប់អន្តរការីផ្សេងៗ ដែលនីមួយៗមានគុណសម្បត្តិ និងគុណវិបត្តិរៀងៗខ្លួន។ ស្រទាប់អន្តរការី Silicon (Si) រួមទាំង wafers ស៊ីលីកុនអកម្មពេញលេញ និងស្ពានស៊ីលីកុនដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្ម ត្រូវបានគេស្គាល់ថាសម្រាប់ការផ្តល់នូវសមត្ថភាពខ្សែភ្លើងដ៏ល្អបំផុតដែលធ្វើឱ្យពួកវាល្អសម្រាប់កុំព្យូទ័រដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ពួកវាមានតម្លៃថ្លៃលើសម្ភារៈ និងការផលិត ហើយប្រឈមនឹងការកំណត់នៅក្នុងតំបន់វេចខ្ចប់។ ដើម្បីកាត់បន្ថយបញ្ហាទាំងនេះ ការប្រើប្រាស់ស្ពានស៊ីលីកុនដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មកំពុងកើនឡើង ដោយប្រើប្រាស់ស៊ីលីកុនជាយុទ្ធសាស្រ្តដែលមុខងារល្អមានសារៈសំខាន់ ខណៈពេលដែលដោះស្រាយឧបសគ្គក្នុងតំបន់។

ស្រទាប់អន្តរការីសរីរាង្គ ដោយប្រើប្លាស្ទីកដែលបង្កើតដោយកង្ហារ គឺជាជម្រើសដែលមានប្រសិទ្ធភាពជាងចំពោះស៊ីលីកុន។ ពួកវាមានថេរ dielectric ទាបដែលកាត់បន្ថយការពន្យាពេល RC នៅក្នុងកញ្ចប់។ ថ្វីបើមានគុណសម្បត្តិទាំងនេះក៏ដោយ ស្រទាប់អន្តរការីសរីរាង្គនៅតែតស៊ូដើម្បីសម្រេចបាននូវកម្រិតដូចគ្នានៃការកាត់បន្ថយមុខងារទំនាក់ទំនងគ្នាដូចជាការវេចខ្ចប់ដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន ដោយកំណត់ការទទួលយករបស់ពួកគេនៅក្នុងកម្មវិធីកុំព្យូទ័រដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។

ស្រទាប់អន្តរការីកញ្ចក់បានទទួលការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងខ្លាំង ជាពិសេសបន្ទាប់ពីការបើកដំណើរការថ្មីរបស់ Intel នៃការវេចខ្ចប់រថយន្តសាកល្បងផ្អែកលើកញ្ចក់។ កញ្ចក់ផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិជាច្រើនដូចជាមេគុណដែលអាចលៃតម្រូវបាននៃការពង្រីកកំដៅ (CTE) ស្ថេរភាពវិមាត្រខ្ពស់ ផ្ទៃរលោង និងសំប៉ែត និងសមត្ថភាពក្នុងការគាំទ្រការផលិតបន្ទះ ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាបេក្ខជនដ៏ជោគជ័យសម្រាប់ស្រទាប់អន្តរការីដែលមានសមត្ថភាពខ្សែភ្លើងប្រៀបធៀបទៅនឹងស៊ីលីកុន។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ក្រៅពីបញ្ហាប្រឈមផ្នែកបច្ចេកទេស ឧបសគ្គចម្បងនៃស្រទាប់អន្តរការីកញ្ចក់គឺប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីដែលមិនទាន់ពេញវ័យ និងកង្វះសមត្ថភាពផលិតទ្រង់ទ្រាយធំនាពេលបច្ចុប្បន្ន។ នៅពេលដែលប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីមានភាពចាស់ទុំ និងសមត្ថភាពផលិតមានភាពប្រសើរឡើង បច្ចេកវិទ្យាដែលមានមូលដ្ឋានលើកញ្ចក់ក្នុងការវេចខ្ចប់សារធាតុ semiconductor អាចនឹងឃើញមានការរីកចម្រើនបន្ថែមទៀត និងការអនុម័ត។

បើនិយាយពីបច្ចេកវិជ្ជាវេចខ្ចប់ 3D ការភ្ជាប់កូនកាត់តិច Cu-Cu កំពុងក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាច្នៃប្រឌិតឈានមុខគេ។ បច្ចេកទេសទំនើបនេះសម្រេចបាននូវទំនាក់ទំនងអន្តរអចិន្ត្រៃយ៍ដោយរួមបញ្ចូលគ្នានូវវត្ថុធាតុ dielectric (ដូចជា SiO2) ជាមួយនឹងលោហធាតុដែលបានបង្កប់ (Cu) ។ ការផ្សារភ្ជាប់កូនកាត់ Cu-Cu អាចសម្រេចបាននូវគម្លាតក្រោម 10 មីក្រូន ដែលជាធម្មតានៅក្នុងជួរមីក្រូលេខមួយខ្ទង់ ដែលតំណាងឱ្យការកែលម្អយ៉ាងសំខាន់លើបច្ចេកវិទ្យា micro-bump បែបប្រពៃណី ដែលមានចន្លោះប្រហោងប្រហែល 40-50 មីក្រូ។ គុណសម្បត្តិនៃការភ្ជាប់កូនកាត់រួមមាន I/O បង្កើនកម្រិតបញ្ជូន ធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង ការដាក់ជង់បញ្ឈរ 3D ប្រសិទ្ធភាពថាមពលប្រសើរជាងមុន និងកាត់បន្ថយឥទ្ធិពលប៉ារ៉ាស៊ីត និងធន់នឹងកម្ដៅ ដោយសារអវត្តមាននៃការបំពេញបាត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បច្ចេកវិទ្យានេះស្មុគស្មាញក្នុងការផលិត និងមានការចំណាយខ្ពស់ជាង។

បច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់ 2.5D និង 3D រួមបញ្ចូលនូវបច្ចេកទេសវេចខ្ចប់ផ្សេងៗ។ នៅក្នុងការវេចខ្ចប់ 2.5D អាស្រ័យលើជម្រើសនៃសម្ភារៈស្រទាប់អន្តរការី វាអាចត្រូវបានបែងចែកទៅជាស្រទាប់អន្តរការីដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន សារធាតុសរីរាង្គ និងកញ្ចក់ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពខាងលើ។ នៅក្នុងការវេចខ្ចប់ 3D ការអភិវឌ្ឍន៍នៃបច្ចេកវិទ្យា micro-bump មានគោលបំណងកាត់បន្ថយទំហំគម្លាត ប៉ុន្តែសព្វថ្ងៃនេះ តាមរយៈការទទួលយកបច្ចេកវិជ្ជាការភ្ជាប់កូនកាត់ (វិធីសាស្ត្រភ្ជាប់ Cu-Cu ដោយផ្ទាល់) អាចសម្រេចបាននូវទំហំគម្លាតលេខមួយខ្ទង់ ដែលបង្ហាញពីវឌ្ឍនភាពដ៏សំខាន់នៅក្នុងវិស័យនេះ។ .

** និន្នាការបច្ចេកវិទ្យាសំខាន់ៗដែលត្រូវមើល៖ **

1. ** ផ្ទៃស្រទាប់អន្តរការីធំជាងនេះ៖** IDTechEx ពីមុនបានព្យាករណ៍ថាដោយសារតែភាពលំបាកនៃស្រទាប់អន្តរការីស៊ីលីកុនលើសពីដែនកំណត់ទំហំ 3x ដំណោះស្រាយស្ពានស៊ីលីកុន 2.5D នឹងជំនួសស្រទាប់អន្តរការីស៊ីលីកុនជាជម្រើសចម្បងសម្រាប់ការវេចខ្ចប់បន្ទះសៀគ្វី HPC ។ TSMC គឺជាអ្នកផ្គត់ផ្គង់ដ៏ធំនៃស្រទាប់អន្តរការីស៊ីលីកុន 2.5D សម្រាប់ NVIDIA និងអ្នកអភិវឌ្ឍន៍ HPC ឈានមុខគេផ្សេងទៀតដូចជា Google និង Amazon ហើយថ្មីៗនេះក្រុមហ៊ុនបានប្រកាសពីការផលិតដ៏ធំនៃ CoWoS_L ជំនាន់ទី 1 របស់ខ្លួនជាមួយនឹងទំហំ reticle 3.5x ។ IDTechEx រំពឹងថានិន្នាការនេះនឹងបន្ត ជាមួយនឹងការជឿនលឿនបន្ថែមទៀតដែលត្រូវបានពិភាក្សានៅក្នុងរបាយការណ៍របស់ខ្លួនដែលគ្របដណ្តប់លើអ្នកលេងសំខាន់ៗ។

2. **ការវេចខ្ចប់កម្រិតបន្ទះ៖** ការវេចខ្ចប់កម្រិតបន្ទះបានក្លាយជាការផ្តោតសំខាន់មួយ ដូចដែលបានគូសបញ្ជាក់នៅក្នុងពិព័រណ៍ផលិតផលពាក់កណ្តាលអេឡិចត្រូនិកអន្តរជាតិតៃវ៉ាន់ឆ្នាំ 2024។ វិធីសាស្រ្តវេចខ្ចប់នេះអនុញ្ញាតឱ្យប្រើប្រាស់ស្រទាប់អន្តរការីធំជាង និងជួយកាត់បន្ថយការចំណាយដោយការផលិតកញ្ចប់កាន់តែច្រើនក្នុងពេលដំណាលគ្នា។ ទោះបីជាមានសក្តានុពលក៏ដោយ ក៏បញ្ហាប្រឈមដូចជាការគ្រប់គ្រង warpage នៅតែត្រូវដោះស្រាយ។ ការកើនឡើងភាពលេចធ្លោរបស់វាឆ្លុះបញ្ចាំងពីតម្រូវការកើនឡើងសម្រាប់ស្រទាប់អន្តរការីដែលមានប្រសិទ្ធភាព និងចំណាយកាន់តែច្រើន។

3. **ស្រទាប់អន្តរការីកញ្ចក់៖** កញ្ចក់កំពុងលេចចេញជាសម្ភារៈបេក្ខជនដ៏រឹងមាំសម្រាប់ការសម្រេចបានខ្សែភ្លើងល្អ ប្រៀបធៀបទៅនឹងស៊ីលីកុន ជាមួយនឹងគុណសម្បត្តិបន្ថែមដូចជា CTE ដែលអាចលៃតម្រូវបាន និងភាពជឿជាក់ខ្ពស់ជាង។ ស្រទាប់អន្តរការីកញ្ចក់ក៏ត្រូវគ្នាជាមួយនឹងការវេចខ្ចប់កម្រិតបន្ទះផងដែរ ដោយផ្តល់នូវសក្តានុពលសម្រាប់ខ្សែភ្លើងដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់ក្នុងការចំណាយដែលអាចគ្រប់គ្រងបានកាន់តែច្រើន ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាដំណោះស្រាយដ៏ជោគជ័យសម្រាប់បច្ចេកវិជ្ជាវេចខ្ចប់នាពេលអនាគត។

4. **HBM Hybrid Bonding:** 3D copper-copper (Cu-Cu) hybrid bonding គឺជាបច្ចេកវិជ្ជាសំខាន់មួយសម្រាប់សម្រេចបាននូវការភ្ជាប់គ្នាបញ្ឈររវាងបន្ទះឈីប។ បច្ចេកវិទ្យានេះត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងផលិតផលម៉ាស៊ីនមេកម្រិតខ្ពស់ជាច្រើន រួមទាំង AMD EPYC សម្រាប់ជង់ SRAM និង CPU ក៏ដូចជាស៊េរី MI300 សម្រាប់ជង់ CPU/GPU លើ I/O ស្លាប់។ ការភ្ជាប់កូនកាត់ត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការរីកចម្រើនរបស់ HBM នាពេលអនាគត ជាពិសេសសម្រាប់ស្រទាប់ DRAM ដែលលើសពីស្រទាប់ 16-Hi ឬ 20-Hi ។

5. **ឧបករណ៍អុបទិករួមផ្សំ (CPO)៖** ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃតម្រូវការសម្រាប់ការបញ្ជូនទិន្នន័យ និងប្រសិទ្ធភាពថាមពលកាន់តែខ្ពស់ បច្ចេកវិទ្យាការតភ្ជាប់អុបទិកបានទទួលការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងខ្លាំង។ ឧបករណ៍អុបទិកដែលបានវេចខ្ចប់រួមគ្នា (CPO) កំពុងក្លាយជាដំណោះស្រាយដ៏សំខាន់មួយសម្រាប់ការបង្កើនកម្រិតបញ្ជូន I/O និងកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពល។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការបញ្ជូនអគ្គិសនីតាមបែបប្រពៃណី ការទំនាក់ទំនងអុបទិកផ្តល់នូវអត្ថប្រយោជន៍ជាច្រើន រួមទាំងការបន្ថយសញ្ញាទាបក្នុងរយៈចម្ងាយឆ្ងាយ កាត់បន្ថយភាពរសើបនៃការនិយាយឆ្លង និងបង្កើនកម្រិតបញ្ជូនយ៉ាងខ្លាំង។ គុណសម្បត្តិទាំងនេះធ្វើឱ្យ CPO ជាជម្រើសដ៏ល្អសម្រាប់ប្រព័ន្ធ HPC ដែលសន្សំសំចៃថាមពល និងពឹងផ្អែកលើទិន្នន័យ។

**ទីផ្សារសំខាន់ៗដែលត្រូវមើល៖**

ទីផ្សារចម្បងដែលជំរុញការអភិវឌ្ឍន៍នៃបច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់ 2.5D និង 3D គឺពិតជាវិស័យកុំព្យូទ័រដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ (HPC)។ វិធីសាស្រ្តវេចខ្ចប់ទំនើបទាំងនេះមានសារៈសំខាន់ណាស់សម្រាប់ការយកឈ្នះលើដែនកំណត់នៃច្បាប់របស់ Moore ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានត្រង់ស៊ីស្ទ័រ អង្គចងចាំ និងការភ្ជាប់ទំនាក់ទំនងគ្នាកាន់តែច្រើនក្នុងកញ្ចប់តែមួយ។ ការបែកខ្ញែកនៃបន្ទះសៀគ្វីក៏អនុញ្ញាតឱ្យប្រើប្រាស់បានល្អបំផុតនៃថ្នាំងដំណើរការរវាងប្លុកមុខងារផ្សេងៗគ្នា ដូចជាការបំបែកប្លុក I/O ចេញពីប្លុកដំណើរការ បង្កើនប្រសិទ្ធភាពបន្ថែមទៀត។

បន្ថែមពីលើកុំព្យូទ័រដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ (HPC) ទីផ្សារផ្សេងទៀតក៏ត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងសម្រេចបាននូវកំណើនតាមរយៈការទទួលយកបច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់កម្រិតខ្ពស់ផងដែរ។ នៅក្នុងវិស័យ 5G និង 6G ការច្នៃប្រឌិតដូចជាអង់តែនវេចខ្ចប់ និងដំណោះស្រាយបន្ទះឈីបទំនើបៗនឹងរៀបចំអនាគតនៃស្ថាបត្យកម្មបណ្តាញចូលប្រើឥតខ្សែ (RAN) ។ រថយន្តស្វយ័តក៏នឹងទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ផងដែរ ដោយសារបច្ចេកវិទ្យាទាំងនេះគាំទ្រដល់ការរួមបញ្ចូលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងអង្គភាពកុំព្យូទ័រ ដើម្បីដំណើរការទិន្នន័យយ៉ាងច្រើន ខណៈពេលដែលធានាបាននូវសុវត្ថិភាព ភាពជឿជាក់ ការបង្រួម ការគ្រប់គ្រងថាមពល និងកម្ដៅ និងប្រសិទ្ធភាពនៃការចំណាយ។

គ្រឿងអេឡិចត្រូនិចសម្រាប់អ្នកប្រើប្រាស់ (រួមទាំងស្មាតហ្វូន នាឡិកាឆ្លាតវៃ ឧបករណ៍ AR/VR កុំព្យូទ័រ និងស្ថានីយការងារ) ត្រូវបានផ្តោតកាន់តែខ្លាំងឡើងលើដំណើរការទិន្នន័យកាន់តែច្រើននៅក្នុងកន្លែងតូចៗ បើទោះបីជាមានការសង្កត់ធ្ងន់កាន់តែខ្លាំងលើតម្លៃក៏ដោយ។ ការវេចខ្ចប់សារធាតុ semiconductor កម្រិតខ្ពស់នឹងដើរតួយ៉ាងសំខាន់ក្នុងនិន្នាការនេះ ទោះបីជាវិធីសាស្ត្រវេចខ្ចប់អាចខុសគ្នាពីការប្រើប្រាស់នៅក្នុង HPC ក៏ដោយ។