новости

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

чтобы удовлетворить потребность в производственных мощностях для усовершенствованной упаковки серверов искусственного интеллекта, tsmc готовится.

на июльском собрании финансового отчета председатель tsmc вэй чжэцзя также упомянул в ответ на обеспокоенность аналитиков по поводу ограниченных производственных мощностей cowos для современной упаковки, что популярность искусственного интеллекта привела к росту спроса на cowos. спрос на cowos tsmc очень высок, и tsmc. продолжает расширяться с 2025 года. есть надежда, что спрос и предложение будут сбалансированы в 2026 году. капитальные затраты cowos в настоящее время не могут быть четко определены, поскольку они пытаются увеличиваться с каждым годом. в прошлый раз упоминалось, что производственные мощности будут увеличиваться. в этом году более чем вдвое, и компания также очень усердно работает над расширением производственных мощностей.

для достижения этой цели компания tsmc по упаковке отчаянно расширяет свои производственные мощности.

покупая заводы, строя заводы, tsmc продолжает расширять производство

на пути расширения упаковки tsmc ранее приобретенный завод innolux nanke 4 под кодовым названием ap8 станет разумным выбором для развития упаковки компании. поскольку эта сделка устранит этап ежегодной оценки воздействия на окружающую среду, компания рассчитывает запустить завод в эксплуатацию во второй половине следующего года. по данным тайваньских сми, будущие производственные мощности завода в девять раз превышают мощности zhunan advanced packaging factory и будут включать в себя литейный цех по производству пластин и производство 3d-ис.

в середине августа этого года tsmc объявила, что потратит 17,14 млрд тайваньских долларов на приобретение завода по производству жк-панелей innolux 5,5 поколения в нанке. первоначально завод был в центре внимания гиганта памяти micron, пока tsmc и innolux не объявили о сделке по производству фабрики. news, внешний мир знал, что tsmc взяла на себя инициативу.

цепочка поставок показала, что основная причина, по которой tsmc приобретет innolux nanke factory 4, заключается в сохранении этапа ежегодной оценки воздействия на окружающую среду. в отличие от современного упаковочного завода в цзяи, пока выполняется проект внутризаводской модификации, машина может работать. будет установлен менее чем за 1 год. может быть запущен в производство после заселения.

представители отрасли оборудования отметили, что после подтверждения сделки с заводом tsmc запустила план строительства завода ap8 с целью запустить его в производство во второй половине 2025 года. одновременно выполняются заказы на производство соответствующего машинного оборудования. а поставки, как ожидается, начнутся в апреле следующего года, примерно при этом не составит труда запустить опытное производство во втором полугодии и запустить его в производство во втором полугодии.

поскольку фабрика ap8 в девять раз больше, чем фабрика усовершенствованной упаковки чжунань, цепочка поставок полагает, что в будущем появятся не только производственные мощности по производству передовой упаковки cowos, но и в будущем передовые технологии литья пластин, разветвленной упаковки и линии по производству 3d-ис. тоже дислоцировался.

помимо покупки заводов, строительство предыдущих заводов tsmc также неуклонно продвигается.

в мае этого года в научном парке цзяи началось строительство завода по производству современной упаковки cowos. однако в процессе строительства были раскопаны подозрительные руины. в настоящее время проводится соответствующая обработка в соответствии с законом о культурных ценностях. обеспокоен прогрессом завода. тем не менее, тайвань заявил, что ожидается, что работы по очистке, связанные с законом о культурных ценностях, будут завершены в октябре этого года, и это не повлияет на запланированную установку современного упаковочного завода tsmc jiake в третьем квартале следующего года.

согласно предыдущим планам, tsmc создаст в цзяи два завода по производству современной упаковки cowos, массовое производство которых первоначально планировалось на 2028 год. что касается этого процесса, то сообщается, что этот завод в основном специализируется на системной интеграции с одним чипом (soic), и tsmc также с оптимизмом смотрит на 3d-упаковку. в число ее текущих клиентов входят основные чипы amd mi300, и ожидается, что число клиентов будет продолжать расти. к 2026 году. .

из-за высокого спроса на cowos tsmc все еще ищет подходящие места для расширения завода на тайване. завод в тунлуо, который планировался ранее, столкнулся с проблемами с водой и почвой, а первый завод в цзяи временно застрял (реликвии были выкопаны). сосредоточение внимания на огромном долгосрочном спросе заставляет tsmc заранее искать больше подходящих мест. согласно предыдущим сообщениям сми, магистрат округа юньлинь чжан лишань отметил, что правительство округа самостоятельно запустило «план промышленного парка хувэй» и прилагает все усилия, чтобы добиться от tsmc создания завода на площади около 29,75 га. парк хувэй в чжункэ.

однако недавние новости показали, что в дополнение к недавно приобретенной земле вокруг наньке, tsmc решила покинуть юньлинь и перенести свою фабрику в пиндун. в tsmc заявили, что при выборе места расположения завода необходимо учитывать множество факторов, и они не исключают никакой возможности. в начале этого года стало даже известно, что tsmc, ведущий производитель пластин, рассматривает возможность создания современного упаковочного завода в японии, чего достаточно, чтобы увидеть популярность этой упаковочной технологии.

по оценкам американских юридических лиц, ежемесячная производственная мощность tsmc cowos может превысить 32 000 штук к концу года. с учетом третьих сторон она может приблизиться к 40 000 штук, а к концу 2025 года месячная производственная мощность составит около 70 000 штук.

хэ цзюнь, вице-президент по операциям, передовым упаковочным технологиям и услугам tsmc, также сообщил на выставке semiconductor, что ожидается, что совокупные ежегодные темпы роста мощностей cowos по производству передовой упаковки составят более 50% в период с 2022 по 2026 год и будут продолжаться. расширить производство к 2026 году. если раньше на строительство завода уходило пять лет, то теперь для удовлетворения потребностей клиентов этот срок сократился до двух лет.

исследовательский центр digitimes отметил в «специальном отчете об ai chip», опубликованном в середине августа, что передовая упаковка развивается быстрее, чем передовые процессы. в области передовой упаковки чипы ai сильно зависят от технологии упаковки tsmc cowos. расширение производственных мощностей cowos с 2023 по 2028 год. среднегодовой темп роста превысит 50%, а среднегодовой совокупный темп роста расширения передовых процессов ниже 5 нм в литейной промышленности с 2023 по 2028 год достигнет 23%.

хотя производственные мощности были значительно увеличены, tsmc также совершенствует технологию упаковки компании, чтобы обеспечить большую поддержку клиентов.

постоянное обновление упаковочных технологий.

на недавнем семинаре для клиентов из северной америки производитель микросхем представил амбициозную дорожную карту в области упаковки чипов и передовых технологий оптических соединений. эти достижения, вероятно, вызовут волну повышения производительности вычислений в ближайшие годы.

первая — это технология упаковки микросхем, которую tsmc назвала «cowos» (чип на пластине-подложке), которая, по сути, представляет собой расширенную версию типичной конструкции небольших чипов, в которой несколько микросхем меньшего размера интегрированы в один корпус. но tsmc выводит это на новый уровень невероятного масштаба и сложности.

текущая версия cowos поддерживает промежуточные устройства (слои на основе кремния), размер которых до 3,3 раз превышает размер типичных фотомасок, используемых в литографии. но к 2026 году размер cowos_l от tsmc увеличится примерно в 5,5 раз по сравнению с размером маски, оставив место для более крупных логических микросхем и до 12 стеков памяти hbm. всего год спустя, в 2027 году, cowos расширится до ошеломляющего размера маски в 8 раз или даже больше.

речь идет об интегрированном пакете площадью 6864 квадратных миллиметра, что значительно больше кредитной карты. эти гиганты cowos могут включать в себя четыре логических чипа, а также дюжину стеков памяти hbm4 и дополнительные чипы ввода-вывода.

чтобы дать вам представление о масштабах, broadcom также продемонстрировала собственный процессор искусственного интеллекта с двумя логическими чипами и 12 стеками памяти. чип выглядит больше, чем последний мощный ускоритель nvidia. по имеющимся данным, этот чип, использующий технологию упаковки taijidan wafer substrate chip (cowos), имеет вычислительный чип, близкий к пределу фотомаски (858 квадратных миллиметров, 26 x 33 мм).

но этот чип все еще мизер по сравнению с тем, что tsmc готовит к 2027 году. потому что, как упоминалось выше, tsmc ожидает, что в ее решениях будут использоваться подложки размером до 120x120 мм.

в сфере упаковки tsmc 3d ic, несомненно, будут играть важную роль.

также на технологическом семинаре в этом году tsmc обрисовала дорожную карту, которая позволит сократить технологию с нынешнего шага выступа 9 мкм до 3 мкм к 2027 году, объединяя комбинации чипов a16 и n2 вместе.

согласно сообщениям, технология 3d-стековой системы на интегрированном кристалле (soic) tsmc представляет собой реализацию гибридного соединения пластин tsmc. гибридное соединение позволяет устанавливать два усовершенствованных логических устройства непосредственно друг на друга, обеспечивая сверхплотные (и сверхкороткие) соединения между двумя чипами, в первую очередь предназначенные для высокопроизводительных компонентов. в настоящее время soic-x (безударный) используется в конкретных приложениях, таких как технология amd cpu 3d v-cache и серия продуктов искусственного интеллекта instinct mi300. хотя распространение растет, технологии текущего поколения ограничены размером чипа и расстоянием между межсоединениями.

но если все пойдет по плану tsmc, ожидается, что эти ограничения скоро исчезнут. soic – пара. чипы, в свою очередь, будут соединяться с шагом соединения 3 мкм через кремниевые переходные отверстия (tsv), что в три раза превышает плотность сегодняшнего шага 9 мкм. такие небольшие межсоединения позволят в целом увеличить количество соединений, значительно увеличивая плотность полосы пропускания (и, следовательно, производительность) собранного чипа.

помимо разработки технологии упаковки soic-x без рельефа для устройств, требующих чрезвычайно высокой производительности, tsmc также в ближайшем будущем запустит процесс упаковки soic-p с рельефом. soic-p предназначен для более дешевых и менее производительных приложений, которые по-прежнему требуют 3d-стекинга, но не требуют дополнительной производительности и сложности безударных соединений tsv медь-медь. эта технология упаковки позволит более широкому кругу компаний воспользоваться преимуществами soic, и хотя tsmc не может говорить о планах своих клиентов, более дешевые версии технологии могут сделать ее подходящей для более экономичных потребительских приложений.

согласно текущим планам tsmc, к 2025 году компания предложит технологию soic-p с выступом спереди назад (f2b), которая может сочетать верхние чипы n3 (3 нм) размера маски 0,2 с верхними чипами n4 (4 нм). нижние чипы спарены и соединены с помощью микровыступов с шагом 25 мкм. в 2027 году tsmc запустит технологию soic-p с фронтальной выемкой (f2f), которая позволит разместить верхний чип n2 на нижнем чипе n3 с шагом 16 мкм.

предстоит еще много работы, чтобы сделать soic более популярными и доступными среди разработчиков чипов, включая дальнейшее совершенствование их межчиповых интерфейсов. но tsmc, похоже, очень оптимистично настроена по поводу внедрения soic в отрасли и рассчитывает выпустить около 30 разработок soic к 2026–2027 году.

тайваньские сми trendforce процитировали цзюня хэ, вице-президента по передовым упаковочным технологиям и услугам tsmc, в своем предыдущем выступлении на semicon taiwan, который считает, что 3d ic является ключевым методом интеграции памяти и логических микросхем искусственного интеллекта. хэ цзюнь также отметил, что к 2030 году мировой рынок полупроводников, как ожидается, станет индустрией с оборотом в триллион долларов, в которой ключевыми движущими силами будут hpc и искусственный интеллект, на долю которых придется 40%. это также делает чипы искусственного интеллекта ключевой движущей силой для 3d-ис. упаковка.

хэ цзюнь сказал, что причина, по которой клиенты предпочитают использовать платформы 3d ic для проектирования нескольких микросхем и производства чипов искусственного интеллекта, связана с их более низкой стоимостью и уменьшением нагрузки на преобразование дизайна.

хэ цзюнь объяснил, что за счет преобразования традиционной конструкции soc+hbm в архитектуру чиплетов и hbm новый логический чип станет единственным компонентом, который необходимо разрабатывать с нуля, в то время как другие компоненты, такие как ввод-вывод и soc, могут использовать существующие технологические процессы. . такой подход может снизить затраты на объемное производство до 76%. он отметил, что, хотя новая архитектура может увеличить производственные затраты на 2%, совокупная стоимость владения (tco) улучшится на 22% благодаря повышению эффективности.

тем не менее, 3d-ис по-прежнему сталкивается с проблемами, особенно с точки зрения повышения производительности. хэ цзюнь подчеркнул, что ключом к повышению производительности 3d-ис является размер чипа и сложность процесса. что касается размера чипа, то в более крупные чипы можно вместить больше чипов, что повышает производительность. однако это также увеличивает сложность процесса, потенциально утрояя его. кроме того, существуют риски, связанные с несоосностью стружки, ее поломкой и сбоем во время извлечения.

чтобы справиться с этими рисками, хэ цзюнь выделил три ключевых фактора: автоматизация и стандартизация инструментов, контроль процессов и качество, а также поддержка производственной платформы 3dfabric.

для автоматизации и стандартизации инструментов решающее значение имеют дифференцированные возможности tsmc с поставщиками инструментов. в настоящее время tsmc имеет 64 поставщика и имеет возможность занять лидирующие позиции в области передовых упаковочных инструментов. что касается контроля процессов и качества, tsmc использует инструменты pnp высокого разрешения и контроль качества на основе искусственного интеллекта для обеспечения комплексного и надежного управления качеством. наконец, она использует производственную платформу 3dfabric для интеграции 1500 материалов в цепочку поставок для достижения оптимизации.

оптоэлектронная упаковка — следующая цель tsmc

tsmc активно развивает традиционную электрическую упаковку, но в центре внимания также находится свет.

на техническом семинаре в этом году tsmc также представила свою стратегию «3d optical engine», целью которой является интеграция молниеносных оптических межсоединений в проекты своих клиентов. поскольку требования к полосе пропускания растут, медные провода просто не могут удовлетворить потребности передовых центров обработки данных и рабочих нагрузок hpc. оптические каналы связи с использованием встроенной кремниевой фотоники обеспечивают более высокую пропускную способность и более низкое энергопотребление.

в tsmc заявили, что компания разрабатывает технологию compact universal photonic engine (coup: compact universal photonic engine) для поддержки взрывного роста передачи данных, вызванного бумом искусственного интеллекта. coupe использует технологию укладки микросхем soic-x для укладки электронных чипов поверх фотонных чипов, обеспечивая наименьший импеданс на межчиповом интерфейсе и более энергоэффективный, чем традиционные методы укладки. tsmc планирует сертифицировать coupe как подключаемое устройство малого форм-фактора в 2025 году, а затем интегрировать его в пакет cowos в качестве совместно упакованной оптики (cpo) в 2026 году, обеспечивая оптическое подключение непосредственно в корпусе.

используя передовую технологию 3d-укладки, tsmc объединяет электронные и фотонные устройства вместе. первое поколение подключалось к стандартному оптоволоконному порту со скоростью 1,6 тбит/с, что в два раза превышает скорость современного высокопроизводительного ethernet. продукт второго поколения увеличивает скорость до 6,4 тбит/с за счет интеграции coupe с процессором в пакет cowos tsmc. кульминацией плана является проект cowos «coupe interposer» с потрясающей пропускной способностью оптоволокна 12,8 тбит/с.

что касается технологии кремниевой фотоники tsmc, хотя компания лишь недавно объявила о своих планах. но, по сообщениям тайваньских сми, планы на это у них действительно были очень рано.

тайваньские сми заявили, что, используя патентную базу данных incopat для поиска текущего состояния патентной технологии cpo для совместной упаковки оптики, они обнаружили, что tsmc уже запустила разработку в этой области технологий и в настоящее время является одним из основных патентообладателей в этой области. например, еще в 2013 году компания tsmc подала патент us9423578b2, в котором предлагалось использовать оптические сигналы вместо электрических сигналов для передачи данных, чтобы решить проблему, заключающуюся в том, что электрические сигналы, используемые в различных типах ис, также подвержены повышенным задержкам, вызванным емкостью, индуктивностью. или сопротивление влиянию ic. поскольку эта технология была предложена ранее, она стала прецедентом для многих других патентов.

ранее в этом месяце tsmc также приняла участие в создании альянса по кремниевой фотонике, заложив прочную основу для популяризации этой технологии.

сюй годжин, заместитель генерального директора tsmc, в своей речи при создании альянса упомянул, что вся полупроводниковая промышленность развивалась в течение 60 или 70 лет. начиная с разработки различных компонентов, она постепенно сосредоточилась на разработке и применении кмоп. технология дополнительного металлооксидного полупроводника), которая также является основой кремния. технологический процесс, используемый фотоникой, объединяет фотоны и электронику. он отметил, что, когда кмоп станет основным направлением коммерческого применения, промышленное развитие станет более ясным с точки зрения проектирования продуктов, исследований и разработок, а разделение труда между восходящим и нисходящим потоком станет более четким. в частности, энергосбережение станет большим. преимущество.

сюй гоцзинь считает, что в настоящее время оптические компоненты и кремниевые фотонные компоненты все еще находятся на ранних стадиях своего развития. в эпоху искусственного интеллекта возникают огромные требования к вычислениям и передаче данных, поэтому потребление энергии стало важной проблемой, и внедрение кремниевых фотонных компонентов. стала важной тенденцией в центрах обработки данных.

из приведенных выше отчетов мы также видим, что этот интерфейсный гигант стал заслуженным гигантом в области упаковки.

справочная ссылка

https://www.bnext.com.tw/article/80382/semi-silicon-photonics-industry-alliance-launch

https://www.anandtech.com/show/21414/tsmcs-3d-stacked-soic-packaging-making-quick-progress-3um-pitch-in-2027

https://synergytek.com.tw/blog/2024/06/25/tsmc_cpo_technology_roadmap/

https://www.trendforce.com/news/2024/09/05/news-tsmc-to-provide-3dic-integration-for-ai-chips-in-2027-featuring-12-hbm4-and-chiplets- изготовлено с использованием a16/

https://www.techspot.com/news/102779-tsmc-lays-out-roadmap-massive-kilowatt-class-chip.html

https://www.anandtech.com/show/21373/tsmc-adds-silicon-photonics-coupe-roadmap-128tbps-on-package