വ്യവസായ വാർത്തകൾ: നൂതന പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യാ പ്രവണതകൾ

പരമ്പരാഗത 1D PCB ഡിസൈനുകളിൽ നിന്ന് വേഫർ തലത്തിൽ അത്യാധുനിക 3D ഹൈബ്രിഡ് ബോണ്ടിംഗിലേക്ക് സെമികണ്ടക്ടർ പാക്കേജിംഗ് പരിണമിച്ചു. ഈ പുരോഗതി ഉയർന്ന ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമത നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട്, 1000 GB/s വരെ ബാൻഡ്‌വിഡ്‌ത്തുകളുള്ള, ഒറ്റ-അക്ക മൈക്രോൺ ശ്രേണിയിൽ ഇന്റർകണക്ട് സ്‌പെയ്‌സിംഗ് അനുവദിക്കുന്നു. നൂതന സെമികണ്ടക്ടർ പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ കാതലായ ഭാഗത്ത് 2.5D പാക്കേജിംഗ് (ഇവിടെ ഘടകങ്ങൾ ഒരു ഇടനില പാളിയിൽ വശങ്ങളിലായി സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു) ഉം 3D പാക്കേജിംഗും (ഇതിൽ സജീവ ചിപ്പുകൾ ലംബമായി അടുക്കി വയ്ക്കുന്നത് ഉൾപ്പെടുന്നു) എന്നിവയാണ്. HPC സിസ്റ്റങ്ങളുടെ ഭാവിക്ക് ഈ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ നിർണായകമാണ്.

2.5D പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ വിവിധ ഇന്റർമീഡിയറി ലെയർ മെറ്റീരിയലുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, ഓരോന്നിനും അതിന്റേതായ ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളുമുണ്ട്. പൂർണ്ണമായും നിഷ്ക്രിയ സിലിക്കൺ വേഫറുകളും ലോക്കലൈസ് ചെയ്ത സിലിക്കൺ ബ്രിഡ്ജുകളും ഉൾപ്പെടെയുള്ള സിലിക്കൺ (Si) ഇന്റർമീഡിയറി ലെയറുകൾ മികച്ച വയറിംഗ് കഴിവുകൾ നൽകുന്നതിന് പേരുകേട്ടതാണ്, ഇത് ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള കമ്പ്യൂട്ടിംഗിന് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, മെറ്റീരിയലുകളുടെയും നിർമ്മാണത്തിന്റെയും കാര്യത്തിൽ അവ ചെലവേറിയതാണ്, കൂടാതെ പാക്കേജിംഗ് മേഖലയിൽ പരിമിതികൾ നേരിടുന്നു. ഈ പ്രശ്നങ്ങൾ ലഘൂകരിക്കുന്നതിന്, പ്രാദേശികവൽക്കരിച്ച സിലിക്കൺ ബ്രിഡ്ജുകളുടെ ഉപയോഗം വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്, തന്ത്രപരമായി സിലിക്കൺ ഉപയോഗിച്ച് മികച്ച പ്രവർത്തനം നിർണായകമായ സ്ഥലങ്ങളിൽ പ്രദേശ പരിമിതികൾ പരിഹരിക്കുന്നു.

ഫാൻ-ഔട്ട് മോൾഡഡ് പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഓർഗാനിക് ഇന്റർമീഡിയറി പാളികൾ സിലിക്കണിന് കൂടുതൽ ചെലവ് കുറഞ്ഞ ഒരു ബദലാണ്. അവയ്ക്ക് കുറഞ്ഞ ഡൈഇലക്ട്രിക് സ്ഥിരാങ്കമുണ്ട്, ഇത് പാക്കേജിലെ ആർ‌സി കാലതാമസം കുറയ്ക്കുന്നു. ഈ ഗുണങ്ങൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ഓർഗാനിക് ഇന്റർമീഡിയറി പാളികൾ സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത പാക്കേജിംഗിന്റെ അതേ തലത്തിലുള്ള ഇന്റർകണക്റ്റ് ഫീച്ചർ റിഡക്ഷൻ നേടാൻ പാടുപെടുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ അവയുടെ സ്വീകാര്യത പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.

ഇന്റൽ അടുത്തിടെ ഗ്ലാസ് അധിഷ്ഠിത ടെസ്റ്റ് വെഹിക്കിൾ പാക്കേജിംഗ് ആരംഭിച്ചതിനെത്തുടർന്ന്, ഗ്ലാസ് ഇന്റർമീഡിയറി പാളികൾ ഗണ്യമായ താൽപ്പര്യം നേടിയിട്ടുണ്ട്. ക്രമീകരിക്കാവുന്ന കോഫിഫിഷ്യന്റ് ഓഫ് തെർമൽ എക്സ്പാൻഷൻ (CTE), ഉയർന്ന ഡൈമൻഷണൽ സ്റ്റെബിലിറ്റി, മിനുസമാർന്നതും പരന്നതുമായ പ്രതലങ്ങൾ, പാനൽ നിർമ്മാണത്തെ പിന്തുണയ്ക്കാനുള്ള കഴിവ് എന്നിങ്ങനെ നിരവധി ഗുണങ്ങൾ ഗ്ലാസ് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, ഇത് സിലിക്കണുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്ന വയറിംഗ് കഴിവുകളുള്ള ഇന്റർമീഡിയറി പാളികൾക്ക് ഒരു വാഗ്ദാനമായ സ്ഥാനാർത്ഥിയാക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, സാങ്കേതിക വെല്ലുവിളികൾ മാറ്റിനിർത്തിയാൽ, ഗ്ലാസ് ഇന്റർമീഡിയറി പാളികളുടെ പ്രധാന പോരായ്മ പക്വതയില്ലാത്ത ആവാസവ്യവസ്ഥയും വലിയ തോതിലുള്ള ഉൽ‌പാദന ശേഷിയുടെ നിലവിലെ അഭാവവുമാണ്. ആവാസവ്യവസ്ഥ പക്വത പ്രാപിക്കുകയും ഉൽ‌പാദന ശേഷി മെച്ചപ്പെടുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, സെമികണ്ടക്ടർ പാക്കേജിംഗിലെ ഗ്ലാസ് അധിഷ്ഠിത സാങ്കേതികവിദ്യകൾ കൂടുതൽ വളർച്ചയും സ്വീകാര്യതയും കണ്ടേക്കാം.

3D പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ കാര്യത്തിൽ, Cu-Cu ബമ്പ്-ലെസ് ഹൈബ്രിഡ് ബോണ്ടിംഗ് ഒരു മുൻനിര നൂതന സാങ്കേതികവിദ്യയായി മാറുകയാണ്. ഈ നൂതന സാങ്കേതികവിദ്യ ഡൈഇലക്ട്രിക് മെറ്റീരിയലുകൾ (SiO2 പോലുള്ളവ) എംബഡഡ് ലോഹങ്ങളുമായി (Cu) സംയോജിപ്പിച്ച് സ്ഥിരമായ പരസ്പരബന്ധങ്ങൾ കൈവരിക്കുന്നു. Cu-Cu ഹൈബ്രിഡ് ബോണ്ടിംഗിന് 10 മൈക്രോണിൽ താഴെയുള്ള അകലം കൈവരിക്കാൻ കഴിയും, സാധാരണയായി ഒറ്റ അക്ക മൈക്രോൺ ശ്രേണിയിൽ, ഇത് പരമ്പരാഗത മൈക്രോ-ബമ്പ് സാങ്കേതികവിദ്യയേക്കാൾ ഗണ്യമായ പുരോഗതിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, ഇതിന് ഏകദേശം 40-50 മൈക്രോൺ ബമ്പ് സ്പേസിംഗ് ഉണ്ട്. ഹൈബ്രിഡ് ബോണ്ടിംഗിന്റെ ഗുണങ്ങളിൽ വർദ്ധിച്ച I/O, മെച്ചപ്പെടുത്തിയ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത്, മെച്ചപ്പെട്ട 3D ലംബ സ്റ്റാക്കിംഗ്, മികച്ച പവർ കാര്യക്ഷമത, അടിഭാഗത്തെ ഫില്ലിംഗിന്റെ അഭാവം മൂലം കുറഞ്ഞ പരാദ പ്രഭാവങ്ങളും താപ പ്രതിരോധവും ഉൾപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ നിർമ്മിക്കാൻ സങ്കീർണ്ണവും ഉയർന്ന ചെലവുള്ളതുമാണ്.

2.5D, 3D പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ വിവിധ പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. 2.5D പാക്കേജിംഗിൽ, ഇന്റർമീഡിയറി ലെയർ മെറ്റീരിയലുകളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പിനെ ആശ്രയിച്ച്, മുകളിലുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത, ഓർഗാനിക് അധിഷ്ഠിത, ഗ്ലാസ് അധിഷ്ഠിത ഇന്റർമീഡിയറി പാളികളായി ഇതിനെ തരംതിരിക്കാം. 3D പാക്കേജിംഗിൽ, മൈക്രോ-ബമ്പ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികസനം സ്പേസിംഗ് അളവുകൾ കുറയ്ക്കാൻ ലക്ഷ്യമിടുന്നു, എന്നാൽ ഇന്ന്, ഹൈബ്രിഡ് ബോണ്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ (ഒരു ഡയറക്ട് Cu-Cu കണക്ഷൻ രീതി) സ്വീകരിക്കുന്നതിലൂടെ, ഒറ്റ-അക്ക സ്പേസിംഗ് അളവുകൾ കൈവരിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ഈ മേഖലയിൽ ഗണ്യമായ പുരോഗതി അടയാളപ്പെടുത്തുന്നു.

**ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട പ്രധാന സാങ്കേതിക പ്രവണതകൾ:**

1. **വലിയ ഇന്റർമീഡിയറി ലെയർ ഏരിയകൾ:** സിലിക്കൺ ഇന്റർമീഡിയറി ലെയറുകൾ 3x റെറ്റിക്കിൾ വലുപ്പ പരിധി കവിയുന്നതിന്റെ ബുദ്ധിമുട്ട് കാരണം, 2.5D സിലിക്കൺ ബ്രിഡ്ജ് സൊല്യൂഷനുകൾ ഉടൻ തന്നെ HPC ചിപ്പുകൾ പാക്കേജിംഗിനുള്ള പ്രാഥമിക തിരഞ്ഞെടുപ്പായി സിലിക്കൺ ഇന്റർമീഡിയറി ലെയറുകളെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുമെന്ന് IDTechEx മുമ്പ് പ്രവചിച്ചിരുന്നു. NVIDIA, Google, Amazon പോലുള്ള മറ്റ് മുൻനിര HPC ഡെവലപ്പർമാർ എന്നിവർക്കായി 2.5D സിലിക്കൺ ഇന്റർമീഡിയറി ലെയറുകളുടെ ഒരു പ്രധാന വിതരണക്കാരാണ് TSMC, കൂടാതെ 3.5x റെറ്റിക്കിൾ വലുപ്പമുള്ള ആദ്യ തലമുറ CoWoS_L ന്റെ വൻതോതിലുള്ള ഉത്പാദനം കമ്പനി അടുത്തിടെ പ്രഖ്യാപിച്ചു. പ്രധാന കളിക്കാരെ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന റിപ്പോർട്ടിൽ കൂടുതൽ പുരോഗതികൾ ചർച്ച ചെയ്തുകൊണ്ട് ഈ പ്രവണത തുടരുമെന്ന് IDTechEx പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

2. **പാനൽ-ലെവൽ പാക്കേജിംഗ്:** 2024 ലെ തായ്‌വാൻ ഇന്റർനാഷണൽ സെമികണ്ടക്ടർ എക്സിബിഷനിൽ എടുത്തുകാണിച്ചതുപോലെ, പാനൽ-ലെവൽ പാക്കേജിംഗ് ഒരു പ്രധാന ശ്രദ്ധാകേന്ദ്രമായി മാറിയിരിക്കുന്നു. ഈ പാക്കേജിംഗ് രീതി വലിയ ഇന്റർമീഡിയറി ലെയറുകളുടെ ഉപയോഗം അനുവദിക്കുകയും ഒരേസമയം കൂടുതൽ പാക്കേജുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിലൂടെ ചെലവ് കുറയ്ക്കാൻ സഹായിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിന്റെ സാധ്യതകൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, വാർപേജ് മാനേജ്മെന്റ് പോലുള്ള വെല്ലുവിളികൾ ഇപ്പോഴും പരിഹരിക്കേണ്ടതുണ്ട്. വലുതും കൂടുതൽ ചെലവ് കുറഞ്ഞതുമായ ഇന്റർമീഡിയറി ലെയറുകൾക്കായുള്ള വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ആവശ്യകതയെ അതിന്റെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന പ്രാധാന്യം പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു.

3. **ഗ്ലാസ് ഇന്റർമീഡിയറി പാളികൾ:** സിലിക്കണുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്ന മികച്ച വയറിംഗ് നേടുന്നതിനുള്ള ശക്തമായ സ്ഥാനാർത്ഥി വസ്തുവായി ഗ്ലാസ് ഉയർന്നുവരുന്നു, ക്രമീകരിക്കാവുന്ന CTE, ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യത തുടങ്ങിയ അധിക ഗുണങ്ങളുമുണ്ട്. ഗ്ലാസ് ഇന്റർമീഡിയറി പാളികൾ പാനൽ-ലെവൽ പാക്കേജിംഗുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, കൂടുതൽ കൈകാര്യം ചെയ്യാവുന്ന ചെലവിൽ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള വയറിംഗിനുള്ള സാധ്യത വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഭാവിയിലെ പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾക്ക് ഒരു വാഗ്ദാനമായ പരിഹാരമാക്കി മാറ്റുന്നു.

4. **HBM ഹൈബ്രിഡ് ബോണ്ടിംഗ്:** ചിപ്പുകൾക്കിടയിൽ അൾട്രാ-ഫൈൻ പിച്ച് ലംബ ഇന്റർകണക്ഷനുകൾ നേടുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് 3D കോപ്പർ-കോപ്പർ (Cu-Cu) ഹൈബ്രിഡ് ബോണ്ടിംഗ്. സ്റ്റാക്ക് ചെയ്ത SRAM, CPU-കൾക്കുള്ള AMD EPYC, I/O ഡൈകളിൽ CPU/GPU ബ്ലോക്കുകൾ സ്റ്റാക്ക് ചെയ്യുന്നതിനുള്ള MI300 സീരീസ് എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ ഹൈ-എൻഡ് സെർവർ ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഭാവിയിലെ HBM പുരോഗതികളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് 16-Hi അല്ലെങ്കിൽ 20-Hi ലെയറുകളിൽ കൂടുതലുള്ള DRAM സ്റ്റാക്കുകൾക്ക്, ഹൈബ്രിഡ് ബോണ്ടിംഗ് നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

5. **കോ-പാക്കേജ്ഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഡിവൈസുകൾ (CPO):** ഉയർന്ന ഡാറ്റ ത്രൂപുട്ടിനും പവർ കാര്യക്ഷമതയ്ക്കും വേണ്ടിയുള്ള വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ആവശ്യകതയോടെ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇന്റർകണക്ട് സാങ്കേതികവിദ്യ ഗണ്യമായ ശ്രദ്ധ നേടിയിട്ടുണ്ട്. I/O ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുന്നതിനുമുള്ള ഒരു പ്രധാന പരിഹാരമായി കോ-പാക്കേജ്ഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഡിവൈസുകൾ (CPO) മാറുകയാണ്. പരമ്പരാഗത വൈദ്യുത പ്രക്ഷേപണവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ദീർഘദൂരങ്ങളിൽ കുറഞ്ഞ സിഗ്നൽ അറ്റൻവേഷൻ, കുറഞ്ഞ ക്രോസ്‌ടോക്ക് സെൻസിറ്റിവിറ്റി, ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ച ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ നിരവധി ഗുണങ്ങൾ ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. ഈ ഗുണങ്ങൾ CPO-യെ ഡാറ്റ-ഇന്റൻസീവ്, ഊർജ്ജ-കാര്യക്ഷമമായ HPC സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമായ ഒരു തിരഞ്ഞെടുപ്പാക്കി മാറ്റുന്നു.

**ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട പ്രധാന വിപണികൾ:**

2.5D, 3D പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ വികസനത്തിന് നേതൃത്വം നൽകുന്ന പ്രാഥമിക വിപണി നിസ്സംശയമായും ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് (HPC) മേഖലയാണ്. മൂറിന്റെ നിയമത്തിന്റെ പരിമിതികളെ മറികടക്കുന്നതിനും, ഒരൊറ്റ പാക്കേജിനുള്ളിൽ കൂടുതൽ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ, മെമ്മറി, ഇന്റർകണക്ഷനുകൾ എന്നിവ പ്രാപ്തമാക്കുന്നതിനും ഈ നൂതന പാക്കേജിംഗ് രീതികൾ നിർണായകമാണ്. ചിപ്പുകളുടെ വിഘടനം വ്യത്യസ്ത ഫങ്ഷണൽ ബ്ലോക്കുകൾക്കിടയിലുള്ള പ്രോസസ് നോഡുകളുടെ ഒപ്റ്റിമൽ ഉപയോഗത്തിനും അനുവദിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് പ്രോസസ്സിംഗ് ബ്ലോക്കുകളിൽ നിന്ന് I/O ബ്ലോക്കുകളെ വേർതിരിക്കുന്നത്, കാര്യക്ഷമത കൂടുതൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള കമ്പ്യൂട്ടിംഗിന് (HPC) പുറമേ, നൂതന പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ സ്വീകരിക്കുന്നതിലൂടെ മറ്റ് വിപണികളും വളർച്ച കൈവരിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. 5G, 6G മേഖലകളിൽ, പാക്കേജിംഗ് ആന്റിനകൾ, കട്ടിംഗ്-എഡ്ജ് ചിപ്പ് സൊല്യൂഷനുകൾ തുടങ്ങിയ നൂതനാശയങ്ങൾ വയർലെസ് ആക്‌സസ് നെറ്റ്‌വർക്ക് (RAN) ആർക്കിടെക്ചറുകളുടെ ഭാവിയെ രൂപപ്പെടുത്തും. സുരക്ഷ, വിശ്വാസ്യത, ഒതുക്കം, പവർ, തെർമൽ മാനേജ്‌മെന്റ്, ചെലവ്-ഫലപ്രാപ്തി എന്നിവ ഉറപ്പാക്കിക്കൊണ്ട് വലിയ അളവിലുള്ള ഡാറ്റ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നതിന് സെൻസർ സ്യൂട്ടുകളുടെയും കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് യൂണിറ്റുകളുടെയും സംയോജനത്തെ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ പിന്തുണയ്ക്കുന്നതിനാൽ, ഓട്ടോണമസ് വാഹനങ്ങൾക്കും ഇത് ഗുണം ചെയ്യും.

സ്മാർട്ട്‌ഫോണുകൾ, സ്മാർട്ട് വാച്ചുകൾ, AR/VR ഉപകരണങ്ങൾ, പിസികൾ, വർക്ക്‌സ്റ്റേഷനുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള ഉപഭോക്തൃ ഇലക്ട്രോണിക്‌സ് ഉപകരണങ്ങൾ ചെറിയ ഇടങ്ങളിൽ കൂടുതൽ ഡാറ്റ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നതിൽ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു, എന്നിരുന്നാലും ചെലവിൽ കൂടുതൽ ഊന്നൽ നൽകുന്നു. HPC-യിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതികളിൽ നിന്ന് പാക്കേജിംഗ് രീതികൾ വ്യത്യസ്തമായിരിക്കാം, എന്നിരുന്നാലും വിപുലമായ സെമികണ്ടക്ടർ പാക്കേജിംഗ് ഈ പ്രവണതയിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കും.