Бастабандии нимноқилҳо аз тарҳҳои анъанавии PCB-и 1D то пайванди гибридии пешрафтаи 3D дар сатҳи вафл таҳаввул ёфтааст. Ин пешрафт имкон медиҳад, ки фосилаи байнипайвандҳо дар диапазони якрақамаи микрон бо паҳнои банд то 1000 ГБ/с фароҳам оварда шавад ва ҳамзамон самаранокии баланди энергияро нигоҳ дорад. Дар маркази технологияҳои пешрафтаи бастабандии нимноқилҳо бастабандии 2.5D (ки дар он ҷузъҳо паҳлӯ ба паҳлӯ дар қабати миёна ҷойгир карда мешаванд) ва бастабандии 3D (ки чипҳои фаъолро амудӣ ҷойгир карданро дар бар мегирад) қарор доранд. Ин технологияҳо барои ояндаи системаҳои HPC муҳиманд.
Технологияи бастабандии 2.5D маводҳои гуногуни қабатҳои миёнаравро дар бар мегирад, ки ҳар кадоми онҳо афзалиятҳо ва нуқсонҳои худро доранд. Қабатҳои миёнаравии силикон (Si), аз ҷумла вафлҳои пурра ғайрифаъоли силикон ва пулҳои маҳаллии силикон, бо пешниҳоди беҳтарин имконоти ноқилсозӣ маълуманд, ки онҳоро барои ҳисоббарории баландсифат беҳтарин мегардонад. Бо вуҷуди ин, онҳо аз ҷиҳати мавод ва истеҳсол гарон ҳастанд ва бо маҳдудиятҳои соҳаи бастабандӣ рӯбарӯ мешаванд. Барои коҳиш додани ин мушкилот, истифодаи пулҳои маҳаллии силикон афзоиш меёбад ва силиконро аз ҷиҳати стратегӣ истифода мебарад, ки дар он ҷо функсияҳои нозук муҳиманд ва дар айни замон маҳдудиятҳои минтақаро ҳал мекунанд.
Қабатҳои миёнарави органикӣ, ки аз пластикҳои қолабӣ бо вентилятор истифода мешаванд, алтернативаи аз ҷиҳати хароҷот самараноктар ба кремний мебошанд. Онҳо дорои доимии диэлектрикии пасттар мебошанд, ки таъхири RC-ро дар бастабандӣ кам мекунад. Бо вуҷуди ин бартариятҳо, қабатҳои миёнарави органикӣ барои ноил шудан ба ҳамон сатҳи коҳиши хусусиятҳои пайвастшавӣ ба монанди бастабандии кремний мубориза мебаранд, ки истифодаи онҳоро дар барномаҳои компютерии баландсифат маҳдуд мекунад.
Қабатҳои миёнарави шиша, бахусус пас аз ба кор андохтани бастабандии озмоишии мошинҳои дар асоси шиша аз ҷониби Intel, таваҷҷӯҳи зиёдро ба худ ҷалб карданд. Шиша якчанд бартариҳо, аз қабили коэффитсиенти танзимшавандаи васеъшавии гармӣ (CTE), устувории баланди андоза, сатҳҳои ҳамвор ва ҳамвор ва қобилияти дастгирии истеҳсоли панелҳоро пешниҳод мекунад, ки онро ба як номзади умедбахш барои қабатҳои миёнарав бо қобилиятҳои ноқилӣ, ки ба кремний монанданд, табдил медиҳад. Аммо, ба ғайр аз мушкилоти техникӣ, камбудии асосии қабатҳои миёнарави шиша нопухта будани экосистема ва набудани иқтидори истеҳсолии миқёси калон дар айни замон мебошад. Бо камол ёфтани экосистема ва беҳтар шудани қобилиятҳои истеҳсолӣ, технологияҳои дар асоси шиша дар бастабандии нимноқилҳо метавонанд афзоиш ва қабули минбаъдаро мушоҳида кунанд.
Аз нигоҳи технологияи бастабандии сеченака, пайванди гибридии беқурбшавии Cu-Cu ба як технологияи пешбари инноватсионӣ табдил меёбад. Ин техникаи пешрафта тавассути омезиши маводҳои диэлектрикӣ (ба монанди SiO2) бо металлҳои дарунсохт (Cu) ба пайвастагиҳои доимӣ ноил мегардад. Пайванди гибридии Cu-Cu метавонад ба фосилаҳои камтар аз 10 микрон, одатан дар диапазони якрақамаи микрон, ноил гардад, ки нисбат ба технологияи анъанавии микроқурбшавӣ, ки фосилаҳои қурбшавӣ тақрибан 40-50 микрон дорад, беҳбудии назаррасро нишон медиҳад. Бартариҳои пайванди гибридӣ иборатанд аз афзоиши вуруд/хуруҷ, паҳнои бандшавии беҳтаршуда, беҳтар кардани қабатбандии амудии сеченака, самаранокии беҳтари барқ ва коҳиши таъсири паразитӣ ва муқовимати гармӣ аз сабаби набудани пуркунии поён. Аммо, ин технология барои истеҳсол мураккаб аст ва хароҷоти баландтар дорад.
Технологияҳои бастабандии 2.5D ва 3D усулҳои гуногуни бастабандиро дар бар мегиранд. Дар бастабандии 2.5D, вобаста ба интихоби маводҳои қабати миёнарав, онро метавон ба қабатҳои миёнарав дар асоси кремний, органикӣ ва шишагӣ тақсим кард, чунон ки дар расми боло нишон дода шудааст. Дар бастабандии 3D, рушди технологияи микробумп ба кам кардани андозаҳои фосила нигаронида шудааст, аммо имрӯз бо қабули технологияи пайванди гибридӣ (усули пайвасти мустақими Cu-Cu), андозаҳои фосилавии якрақамаро метавон ба даст овард, ки ин пешрафти назаррасро дар ин соҳа нишон медиҳад.
**Тамоюлҳои асосии технологӣ, ки бояд мушоҳида карда шаванд:**
1. **Минтақаҳои калонтари қабатҳои миёнарав:** IDTechEx қаблан пешгӯӣ карда буд, ки аз сабаби душвории қабатҳои миёнаравии кремний аз ҳадди 3x андозаи торча зиёдтар будан, маҳлулҳои пули силиконии 2.5D ба зудӣ қабатҳои миёнаравии кремнийро ҳамчун интихоби асосӣ барои бастабандии чипҳои HPC иваз мекунанд. TSMC як таъминкунандаи асосии қабатҳои миёнаравии кремнийи 2.5D барои NVIDIA ва дигар таҳиягарони пешбари HPC ба монанди Google ва Amazon мебошад ва ширкат ба наздикӣ истеҳсоли оммавии CoWoS_L-и насли аввали худро бо андозаи 3.5x торча эълон кард. IDTechEx интизор аст, ки ин тамоюл идома ёбад ва пешрафтҳои минбаъда дар гузориши худ, ки бозигарони асосиро дар бар мегирад, баррасӣ карда шаванд.
2. **Бастабандии сатҳи панелӣ:** Бастабандии сатҳи панелӣ ба як самти муҳим табдил ёфтааст, ки дар Намоишгоҳи байналмилалии нимноқилҳои Тайван дар соли 2024 таъкид шудааст. Ин усули бастабандӣ имкон медиҳад, ки қабатҳои миёнаравии калонтар истифода шаванд ва бо истеҳсоли бастаҳои бештар ҳамзамон хароҷотро кам кунанд. Бо вуҷуди имкониятҳои худ, мушкилоте ба монанди идоракунии warpage ҳанӯз ҳам бояд ҳал карда шаванд. Афзоиши маъруфияти он талаботро ба қабатҳои миёнаравии калонтар ва аз ҷиҳати хароҷот самараноктар инъикос мекунад.
3. **Қабатҳои миёнарави шиша:** Шиша ҳамчун маводи номзади қавӣ барои ноил шудан ба ноқилҳои борик, ки ба кремний монанд аст, бо бартариҳои иловагӣ, ба монанди CTE танзимшаванда ва эътимоднокии баландтар, пайдо мешавад. Қабатҳои миёнарави шиша инчунин бо бастабандии сатҳи панел мувофиқанд, ки имконияти ноқилҳои зичии баландро бо хароҷоти идорашавандатар фароҳам меоранд, ки онро ба як роҳи ҳалли умедбахш барои технологияҳои ояндаи бастабандӣ табдил медиҳад.
4. **Пайванди гибридии HBM:** Пайванди гибридии 3D-мис-мис (Cu-Cu) як технологияи калидӣ барои ба даст овардани пайвастҳои амудии ултра-нозук байни чипҳо мебошад. Ин технология дар маҳсулоти гуногуни серверҳои баландсифат, аз ҷумла AMD EPYC барои SRAM ва CPU-ҳои ҷамъшуда, инчунин силсилаи MI300 барои ҷамъ кардани блокҳои CPU/GPU дар штампҳои вуруд/хуруҷ истифода шудааст. Интизор меравад, ки пайванди гибридӣ дар пешрафтҳои ояндаи HBM, махсусан барои стеки DRAM, ки аз қабатҳои 16-Hi ё 20-Hi зиёдтаранд, нақши муҳим бозад.
5. **Дастгоҳҳои оптикии якҷоябасташуда (CPO):** Бо афзоиши талабот ба интиқоли баланди додаҳо ва самаранокии барқ, технологияи пайвасти оптикӣ таваҷҷӯҳи зиёдеро ба худ ҷалб кардааст. Дастгоҳҳои оптикии якҷоябасташуда (CPO) ба ҳалли калидӣ барои беҳтар кардани паҳнои бандҳои вуруд/хуруҷ ва кам кардани истеъмоли энергия табдил меёбанд. Дар муқоиса бо интиқоли анъанавии барқ, алоқаи оптикӣ якчанд бартариҳо, аз ҷумла коҳиши камтари сигнал дар масофаҳои дур, коҳиши ҳассосияти байнисӯҳбатӣ ва афзоиши назарраси паҳнои бандро пешниҳод мекунад. Ин бартариҳо CPO-ро ба интихоби беҳтарин барои системаҳои пурмаҳсули додаҳо ва каммасрафи энергия табдил медиҳанд.
**Бозорҳои калидӣ барои мушоҳида:**
Бозори асосии пешрафтаи технологияҳои бастабандии 2.5D ва 3D, бешубҳа, бахши ҳисоббарории баландсифат (HPC) мебошад. Ин усулҳои пешрафтаи бастабандӣ барои бартараф кардани маҳдудиятҳои Қонуни Мур, ки имкон медиҳанд транзисторҳо, хотира ва пайвастҳои бештар дар як баста фароҳам оварда шаванд, муҳиманд. Таҷзияи чипҳо инчунин имкон медиҳад, ки гиреҳҳои раванд байни блокҳои гуногуни функсионалӣ, ба монанди ҷудо кардани блокҳои вуруд/хуруҷ аз блокҳои коркард, истифодаи оптималии самаранокӣ таъмин карда шавад.
Илова бар ҳисоббарории баландсифат (HPC), интизор меравад, ки дигар бозорҳо низ тавассути қабули технологияҳои пешрафтаи бастабандӣ рушд кунанд. Дар бахшҳои 5G ва 6G, навовариҳо ба монанди антеннаҳои бастабандӣ ва роҳҳои ҳалли пешрафтаи чип ояндаи меъмории шабакаи дастрасии бесим (RAN)-ро ташаккул медиҳанд. Мошинҳои худгард низ фоида хоҳанд бурд, зеро ин технологияҳо ҳамгироии маҷмӯаҳои сенсорӣ ва воҳидҳои ҳисоббарориро барои коркарди миқдори зиёди маълумот дастгирӣ мекунанд ва ҳамзамон бехатарӣ, эътимоднокӣ, паймонӣ, идоракунии қувва ва гармӣ ва самаранокии хароҷотро таъмин мекунанд.
Электроникаи истеъмолӣ (аз ҷумла смартфонҳо, соатҳои интеллектуалӣ, дастгоҳҳои AR/VR, компютерҳои шахсӣ ва истгоҳҳои корӣ), сарфи назар аз таъкиди бештар ба арзиш, ба коркарди маълумоти бештар дар фазоҳои хурдтар бештар тамаркуз мекунанд. Бастабандии пешрафтаи нимноқилҳо дар ин тамоюл нақши калидӣ хоҳад дошт, гарчанде ки усулҳои бастабандӣ метавонанд аз усулҳои истифодашуда дар HPC фарқ кунанд.
Вақти нашр: 07 октябри соли 2024