ការវេចខ្ចប់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកបានវិវត្តពីការរចនា PCB 1D បែបប្រពៃណីទៅជាការភ្ជាប់កូនកាត់ 3D ទំនើបនៅកម្រិត wafer។ ការរីកចម្រើននេះអនុញ្ញាតឱ្យមានចន្លោះភ្ជាប់គ្នាក្នុងជួរមីក្រូខ្ទង់តែមួយ ជាមួយនឹងកម្រិតបញ្ជូនរហូតដល់ 1000 GB/s ខណៈពេលដែលរក្សាប្រសិទ្ធភាពថាមពលខ្ពស់។ នៅស្នូលនៃបច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកកម្រិតខ្ពស់គឺការវេចខ្ចប់ 2.5D (ដែលសមាសធាតុត្រូវបានដាក់នៅក្បែរគ្នានៅលើស្រទាប់អន្តរការី) និងការវេចខ្ចប់ 3D (ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការដាក់បន្ទះឈីបសកម្មបញ្ឈរ)។ បច្ចេកវិទ្យាទាំងនេះមានសារៈសំខាន់សម្រាប់អនាគតនៃប្រព័ន្ធ HPC។
បច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់ 2.5D ពាក់ព័ន្ធនឹងសម្ភារៈស្រទាប់អន្តរការីជាច្រើន ដែលស្រទាប់នីមួយៗមានគុណសម្បត្តិ និងគុណវិបត្តិរៀងៗខ្លួន។ ស្រទាប់អន្តរការីស៊ីលីកុន (Si) រួមទាំងបន្ទះស៊ីលីកុនអកម្មពេញលេញ និងស្ពានស៊ីលីកុនក្នុងស្រុក ត្រូវបានគេស្គាល់ថាផ្តល់នូវសមត្ថភាពខ្សែភ្លើងល្អបំផុត ដែលធ្វើឱ្យវាល្អសម្រាប់ការគណនាដំណើរការខ្ពស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ពួកវាមានតម្លៃថ្លៃទាក់ទងនឹងសម្ភារៈ និងការផលិត ហើយប្រឈមមុខនឹងដែនកំណត់នៅក្នុងតំបន់វេចខ្ចប់។ ដើម្បីកាត់បន្ថយបញ្ហាទាំងនេះ ការប្រើប្រាស់ស្ពានស៊ីលីកុនក្នុងស្រុកកំពុងកើនឡើង ដោយប្រើប្រាស់ស៊ីលីកុនជាយុទ្ធសាស្ត្រ ដែលមុខងារល្អមានសារៈសំខាន់ ខណៈពេលដែលដោះស្រាយការរឹតបន្តឹងតំបន់។
ស្រទាប់អន្តរការីសរីរាង្គ ដែលប្រើប្រាស់ផ្លាស្ទិចដែលផលិតឡើងដោយកង្ហារចេញ គឺជាជម្រើសដែលមានប្រសិទ្ធភាពចំណាយខ្ពស់ជាងស៊ីលីកុន។ ពួកវាមានថេរឌីអេឡិចត្រិចទាបជាង ដែលកាត់បន្ថយការពន្យារពេល RC នៅក្នុងកញ្ចប់។ បើទោះបីជាមានគុណសម្បត្តិទាំងនេះក៏ដោយ ស្រទាប់អន្តរការីសរីរាង្គនៅតែតស៊ូដើម្បីសម្រេចបានកម្រិតនៃការកាត់បន្ថយលក្ខណៈពិសេសនៃការតភ្ជាប់ដូចគ្នានឹងការវេចខ្ចប់ដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន ដែលកំណត់ការទទួលយករបស់ពួកវានៅក្នុងកម្មវិធីកុំព្យូទ័រដែលមានដំណើរការខ្ពស់។
ស្រទាប់អន្តរការីកញ្ចក់បានទាក់ទាញចំណាប់អារម្មណ៍យ៉ាងខ្លាំង ជាពិសេសបន្ទាប់ពីការចេញផ្សាយថ្មីៗនេះរបស់ Intel អំពីការវេចខ្ចប់យានយន្តសាកល្បងដែលមានមូលដ្ឋានលើកញ្ចក់។ កញ្ចក់ផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិជាច្រើន ដូចជាមេគុណពង្រីកកម្ដៅ (CTE) ដែលអាចលៃតម្រូវបាន ស្ថេរភាពវិមាត្រខ្ពស់ ផ្ទៃរលោង និងរាបស្មើ និងសមត្ថភាពក្នុងការគាំទ្រដល់ការផលិតបន្ទះ ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាបេក្ខជនដ៏ជោគជ័យសម្រាប់ស្រទាប់អន្តរការីដែលមានសមត្ថភាពខ្សែភ្លើងប្រៀបធៀបទៅនឹងស៊ីលីកុន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ក្រៅពីបញ្ហាប្រឈមផ្នែកបច្ចេកទេស គុណវិបត្តិចម្បងនៃស្រទាប់អន្តរការីកញ្ចក់គឺប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីដែលមិនទាន់ពេញវ័យ និងកង្វះសមត្ថភាពផលិតកម្មទ្រង់ទ្រាយធំនាពេលបច្ចុប្បន្ន។ នៅពេលដែលប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីចាស់ទុំ និងសមត្ថភាពផលិតកម្មប្រសើរឡើង បច្ចេកវិទ្យាដែលមានមូលដ្ឋានលើកញ្ចក់ក្នុងការវេចខ្ចប់ស៊ីមីកុងដុកទ័រអាចនឹងឃើញកំណើន និងការទទួលយកបន្ថែមទៀត។
ទាក់ទងនឹងបច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់ 3D ការតភ្ជាប់កូនកាត់ដែលគ្មានការប៉ះទង្គិច Cu-Cu កំពុងក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាច្នៃប្រឌិតឈានមុខគេមួយ។ បច្ចេកទេសទំនើបនេះសម្រេចបាននូវការតភ្ជាប់អចិន្ត្រៃយ៍ដោយការរួមបញ្ចូលគ្នានូវសម្ភារៈឌីអេឡិចត្រិច (ដូចជា SiO2) ជាមួយនឹងលោហធាតុដែលបានបង្កប់ (Cu)។ ការតភ្ជាប់កូនកាត់ Cu-Cu អាចសម្រេចបានចន្លោះក្រោម 10 មីក្រូន ជាធម្មតានៅក្នុងជួរមីក្រូខ្ទង់តែមួយ ដែលតំណាងឱ្យភាពប្រសើរឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ជាងបច្ចេកវិទ្យាមីក្រូប៉ះទង្គិចបែបប្រពៃណី ដែលមានចន្លោះប៉ះទង្គិចប្រហែល 40-50 មីក្រូន។ គុណសម្បត្តិនៃការភ្ជាប់កូនកាត់រួមមាន I/O កើនឡើង កម្រិតបញ្ជូនប្រសើរឡើង ការដាក់ជង់បញ្ឈរ 3D ប្រសើរឡើង ប្រសិទ្ធភាពថាមពលកាន់តែប្រសើរ និងផលប៉ះពាល់ប៉ារ៉ាស៊ីតថយចុះ និងភាពធន់នឹងកម្ដៅដោយសារតែអវត្តមាននៃការបំពេញបាត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បច្ចេកវិទ្យានេះមានភាពស្មុគស្មាញក្នុងការផលិត និងមានតម្លៃខ្ពស់ជាង។
បច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់ 2.5D និង 3D រួមបញ្ចូលបច្ចេកទេសវេចខ្ចប់ជាច្រើន។ នៅក្នុងការវេចខ្ចប់ 2.5D អាស្រ័យលើជម្រើសនៃសម្ភារៈស្រទាប់អន្តរការី វាអាចត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ទៅជាស្រទាប់អន្តរការីដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន ស្រទាប់សរីរាង្គ និងស្រទាប់អន្តរការីដែលមានមូលដ្ឋានលើកញ្ចក់ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពខាងលើ។ នៅក្នុងការវេចខ្ចប់ 3D ការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាមីក្រូប៊ូមមានគោលបំណងកាត់បន្ថយវិមាត្រគម្លាត ប៉ុន្តែសព្វថ្ងៃនេះ ដោយការទទួលយកបច្ចេកវិទ្យាភ្ជាប់កូនកាត់ (វិធីសាស្ត្រភ្ជាប់ Cu-Cu ដោយផ្ទាល់) វិមាត្រគម្លាតខ្ទង់តែមួយអាចសម្រេចបាន ដែលបង្ហាញពីវឌ្ឍនភាពគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងវិស័យនេះ។
**និន្នាការបច្ចេកវិទ្យាសំខាន់ៗដែលត្រូវតាមដាន៖**
១. **តំបន់ស្រទាប់អន្តរការីធំជាង៖** IDTechEx ពីមុនបានព្យាករណ៍ថា ដោយសារតែការលំបាកនៃស្រទាប់អន្តរការីស៊ីលីកុនលើសពីដែនកំណត់ទំហំរេទីល 3x ដំណោះស្រាយស្ពានស៊ីលីកុន 2.5D នឹងជំនួសស្រទាប់អន្តរការីស៊ីលីកុនជាជម្រើសចម្បងសម្រាប់ការវេចខ្ចប់បន្ទះឈីប HPC ក្នុងពេលឆាប់ៗនេះ។ TSMC គឺជាអ្នកផ្គត់ផ្គង់ដ៏សំខាន់នៃស្រទាប់អន្តរការីស៊ីលីកុន 2.5D សម្រាប់ NVIDIA និងអ្នកអភិវឌ្ឍន៍ HPC ឈានមុខគេផ្សេងទៀតដូចជា Google និង Amazon ហើយថ្មីៗនេះក្រុមហ៊ុនបានប្រកាសពីការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំនៃ CoWoS_L ជំនាន់ទីមួយរបស់ខ្លួនជាមួយនឹងទំហំរេទីល 3.5x។ IDTechEx រំពឹងថានិន្នាការនេះនឹងបន្ត ជាមួយនឹងការវិវឌ្ឍបន្ថែមទៀតដែលត្រូវបានពិភាក្សានៅក្នុងរបាយការណ៍របស់ខ្លួនដែលគ្របដណ្តប់លើអ្នកលេងសំខាន់ៗ។
២. **ការវេចខ្ចប់កម្រិតបន្ទះ៖** ការវេចខ្ចប់កម្រិតបន្ទះបានក្លាយជាការផ្តោតសំខាន់មួយ ដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងពិព័រណ៍ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកអន្តរជាតិតៃវ៉ាន់ឆ្នាំ ២០២៤។ វិធីសាស្ត្រវេចខ្ចប់នេះអនុញ្ញាតឱ្យប្រើប្រាស់ស្រទាប់អន្តរការីធំៗ និងជួយកាត់បន្ថយថ្លៃដើមដោយផលិតកញ្ចប់កាន់តែច្រើនក្នុងពេលដំណាលគ្នា។ ទោះបីជាមានសក្តានុពលក៏ដោយ ក៏បញ្ហាប្រឈមដូចជាការគ្រប់គ្រងការរួញតូចនៅតែត្រូវដោះស្រាយ។ ភាពលេចធ្លោកាន់តែខ្លាំងឡើងរបស់វាឆ្លុះបញ្ចាំងពីតម្រូវការកើនឡើងសម្រាប់ស្រទាប់អន្តរការីធំៗ និងមានប្រសិទ្ធភាពចំណាយកាន់តែច្រើន។
៣. **ស្រទាប់កញ្ចក់អន្តរការី៖** កញ្ចក់កំពុងលេចចេញជាសម្ភារៈដ៏រឹងមាំមួយសម្រាប់សម្រេចបាននូវខ្សែភ្លើងល្អិតល្អន់ ដែលអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងស៊ីលីកុន ជាមួយនឹងគុណសម្បត្តិបន្ថែមដូចជា CTE ដែលអាចលៃតម្រូវបាន និងភាពជឿជាក់ខ្ពស់ជាងមុន។ ស្រទាប់កញ្ចក់អន្តរការីក៏ឆបគ្នាជាមួយនឹងការវេចខ្ចប់កម្រិតបន្ទះផងដែរ ដែលផ្តល់នូវសក្តានុពលសម្រាប់ខ្សែភ្លើងដង់ស៊ីតេខ្ពស់ក្នុងការចំណាយដែលអាចគ្រប់គ្រងបានកាន់តែច្រើន ដែលធ្វើឱ្យវាក្លាយជាដំណោះស្រាយដ៏ជោគជ័យសម្រាប់បច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់នាពេលអនាគត។
៤. **ការភ្ជាប់ HBM Hybrid៖** ការភ្ជាប់ 3D ទង់ដែង-ទង់ដែង (Cu-Cu) hybrid គឺជាបច្ចេកវិទ្យាសំខាន់មួយសម្រាប់សម្រេចបាននូវការតភ្ជាប់បញ្ឈរដ៏ល្អិតល្អន់រវាងបន្ទះឈីប។ បច្ចេកវិទ្យានេះត្រូវបានគេប្រើប្រាស់នៅក្នុងផលិតផលម៉ាស៊ីនមេលំដាប់ខ្ពស់ជាច្រើន រួមទាំង AMD EPYC សម្រាប់ SRAM និង CPU ដែលដាក់ជាស្រទាប់ៗ ក៏ដូចជាស៊េរី MI300 សម្រាប់ដាក់ប្លុក CPU/GPU នៅលើ I/O dies។ ការភ្ជាប់ Hybrid ត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងការរីកចម្រើន HBM នាពេលអនាគត ជាពិសេសសម្រាប់ស្រទាប់ DRAM ដែលលើសពីស្រទាប់ 16-Hi ឬ 20-Hi។
៥. **ឧបករណ៍អុបទិកដែលវេចខ្ចប់រួមគ្នា (CPO):** ជាមួយនឹងតម្រូវការកើនឡើងសម្រាប់អត្រាទិន្នន័យខ្ពស់ និងប្រសិទ្ធភាពថាមពលខ្ពស់ បច្ចេកវិទ្យាភ្ជាប់ទំនាក់ទំនងអុបទិកបានទទួលការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងខ្លាំង។ ឧបករណ៍អុបទិកដែលវេចខ្ចប់រួមគ្នា (CPO) កំពុងក្លាយជាដំណោះស្រាយសំខាន់សម្រាប់បង្កើនកម្រិតបញ្ជូន I/O និងកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពល។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការបញ្ជូនអគ្គិសនីបែបប្រពៃណី ការទំនាក់ទំនងអុបទិកផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិជាច្រើន រួមទាំងការថយចុះសញ្ញាទាបលើចម្ងាយឆ្ងាយ ភាពរសើបនៃ crosstalk ថយចុះ និងកម្រិតបញ្ជូនកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ គុណសម្បត្តិទាំងនេះធ្វើឱ្យ CPO ក្លាយជាជម្រើសដ៏ល្អសម្រាប់ប្រព័ន្ធ HPC ដែលប្រើប្រាស់ទិន្នន័យច្រើន និងសន្សំសំចៃថាមពល។
**ទីផ្សារសំខាន់ៗដែលត្រូវតាមដាន៖**
ទីផ្សារចម្បងដែលជំរុញការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់ 2.5D និង 3D គឺពិតជាវិស័យកុំព្យូទ័រដំណើរការខ្ពស់ (HPC)។ វិធីសាស្រ្តវេចខ្ចប់កម្រិតខ្ពស់ទាំងនេះគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការយកឈ្នះលើដែនកំណត់នៃច្បាប់ Moore ដែលអាចឱ្យមានត្រង់ស៊ីស្ទ័រ អង្គចងចាំ និងការតភ្ជាប់គ្នាកាន់តែច្រើននៅក្នុងកញ្ចប់តែមួយ។ ការបំបែកបន្ទះឈីបក៏អនុញ្ញាតឱ្យមានការប្រើប្រាស់ថ្នាំងដំណើរការដ៏ល្អប្រសើររវាងប្លុកមុខងារផ្សេងៗគ្នា ដូចជាការបំបែកប្លុក I/O ពីប្លុកដំណើរការ ដែលបង្កើនប្រសិទ្ធភាពបន្ថែមទៀត។
បន្ថែមពីលើការគណនាដំណើរការខ្ពស់ (HPC) ទីផ្សារផ្សេងទៀតក៏ត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងសម្រេចបាននូវការរីកចម្រើនតាមរយៈការអនុម័តបច្ចេកវិទ្យាវេចខ្ចប់ទំនើបផងដែរ។ នៅក្នុងវិស័យ 5G និង 6G ការច្នៃប្រឌិតដូចជាអង់តែនវេចខ្ចប់ និងដំណោះស្រាយបន្ទះឈីបទំនើបៗនឹងកំណត់អនាគតនៃស្ថាបត្យកម្មបណ្តាញចូលប្រើឥតខ្សែ (RAN)។ យានយន្តស្វ័យប្រវត្តិក៏នឹងទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ផងដែរ ដោយសារបច្ចេកវិទ្យាទាំងនេះគាំទ្រដល់ការរួមបញ្ចូលឈុតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងអង្គភាពកុំព្យូទ័រ ដើម្បីដំណើរការទិន្នន័យមួយចំនួនធំ ខណៈពេលដែលធានាបាននូវសុវត្ថិភាព ភាពជឿជាក់ ភាពបង្រួម ការគ្រប់គ្រងថាមពល និងកម្ដៅ និងប្រសិទ្ធភាពចំណាយ។
គ្រឿងអេឡិចត្រូនិចប្រើប្រាស់ប្រចាំថ្ងៃ (រួមទាំងស្មាតហ្វូន នាឡិកាឆ្លាតវៃ ឧបករណ៍ AR/VR កុំព្យូទ័រ និងស្ថានីយការងារ) កំពុងផ្តោតការយកចិត្តទុកដាក់កាន់តែខ្លាំងឡើងលើដំណើរការទិន្នន័យកាន់តែច្រើននៅក្នុងកន្លែងតូចៗ ទោះបីជាមានការសង្កត់ធ្ងន់កាន់តែខ្លាំងលើតម្លៃក៏ដោយ។ ការវេចខ្ចប់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកទំនើបនឹងដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងនិន្នាការនេះ ទោះបីជាវិធីសាស្ត្រវេចខ្ចប់អាចខុសពីវិធីសាស្ត្រដែលប្រើក្នុង HPC ក៏ដោយ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ខែតុលា-០៧-២០២៤