A Henkel, mint vezető félvezető anyag beszállító, innovatív ragasztókkal és bevonóanyagokkal támogatja a mesterséges intelligencia és számítástechnikai fejlődést. Dr. Kefan Ni az MI tokozási fejlesztés trendjeiről és a jövőbeli innovációkról beszélt a teljesítmény és megbízhatóság növelése érdekében a Singapore Semiconductor Industry Association (SSIA) szervezésében.
APAC Head of Application Engineering
A Henkel vezető félvezető anyagszállító, amely az MI és a számítástechnikai forradalom élvonalában áll, és fejlett tokozási fejlődést tesz lehetővé újragondolt ragasztó- és bevonóanyag formulákkal. A Singapore Semiconductor Industry Association (SSIA) interjút készített Dr. Kefan Ni-val, a Henkel Adhesive Technologies Electronics üzletágának APAC alkalmazástechnikai vezetőjével, hogy megvitassák az MI tokozásfejlesztés trendjeit, a Henkel jövőtechnológiai nézeteit, valamint azokat az anyaginnovációkat, amelyek kivételes teljesítményt és megbízhatóságot biztosítanak.
KN: A számítási teljesítmény fokozására irányuló törekvés és az ebből eredő MI-technológia fejlődése teljes mértékben a fejlett félvezető képességeknek köszönhető. Az MI és a nagy teljesítményű számítástechnika (HPC) hatalmas számú paraméter kiszámítását igényli az adatátviteli sebesség, a nagy memóriakapacitás és a számítási komplexitás biztosítása érdekében. Az iparág folyamatosan egyre fejlettebb szilíciumcsomópontokat fejleszt, kisebb tranzisztormérettel és nagyobb sűrűséggel, amelyek gyorsabbak és energiahatékonyabbak. Ezzel párhuzamosan a fejlett tokozás innovatív integrációs technikákat kínál. A mai számítástechnikai teljesítményigények kielégítése teljes mértékben a félvezetőfejlesztés fejlődésétől függ.
KN: Az elmúlt években a fejlett tokozási technológia alapvető szerepet játszott az MI/HPC teljesítménykövetelményeinek teljesítésében. Ez különösen igaz a heterogén integrációs platformra, amely nagy sűrűségű, alacsony késleltetésű, szélessávú teljesítményt tesz lehetővé, miközben magas hozamú méretgazdaságosságot és időtakarékos tervezési rugalmasságot is biztosít. A jelenlegi fejlett tokozási technológia kompakt 2.5D interposer tokozási formátumban integrálja a fejlett csomópontú logikát, memóriát és hordozókat a nagy teljesítményű számítástechnika (HPC), valamint az MI/5G alkalmazások számára. Egyre inkább megjelenik a forrasztás nélküli 3D IC egymásra építési technológia is, amely tovább növelheti a nagy sűrűségű chipletek integrációját, és elérheti a legnagyobb I/O–I/O összeköttetési sűrűséget a legrövidebb elektromos távolság mellett. Ez jelentősen növeli a sávszélességet, csökkenti a késleltetést, és javítja az energiahatékonyságot. És természetesen mindez a fejlett tokozási innovációnak köszönhető.
KN: Bár a GPU-technológia és a fejlett tokozási megoldások már régóta léteznek, a félvezetőskálázásban, feldolgozási kapacitásban, felbontásban, anyaginnovációban és tervezési módszerekben elért legújabb áttörések indították el igazán a mesterséges intelligencia korszakát.
KN: Az MI- és HPC-modulok az adatközpontokban nagyon nagy chipméretű és nagy csomagtestű integrált tokozásokat használnak. Történelmileg ezek a méretek megbízhatósági kihívásokat okoztak a hőelvezetési igények és a hajlamosak a deformálódásra. Az előrehaladott tokozástechnikai félvezető anyagoknak kiegyensúlyozott formulációkat kell kínálniuk, amelyek enyhítik ezeket a problémákat, hogy biztosítsák ezeknek a magas értékű, nagy teljesítményű eszközöknek a megbízhatóságát.
KN: Természetesen. A fejlett tokozóanyagok néhány olyan anyagkategóriája létezik, amelyek kulcsfontosságúak a mai összetett konstrukciók megbízhatósága szempontjából. Ide tartoznak az alátöltő bevonatok, a folyékony kompressziós kiöntés, hővezető anyagok és a fedél-/merevítő ragasztók. Anyagi tulajdonságaik és teljesítménykövetelményeik a következők:
- Kapilláris alátöltés
- Folyékony kompressziós kiöntés (LCM)
- Termikus határfelületi anyagok
- Fedél-/merevítőrögzítés
Az ultra-finom érintkezőpályák és keskeny hézagú flip chip kapcsolatok fejlődésével a kapilláris alátöltő anyagok finom töltőanyag-technológiát és gyors áramlási rheológiát igényelnek az üregek elkerülése érdekében. A nagy felület miatt az áramlási sebesség kulcsfontosságú; nem szeretnénk, hogy az anyag megkocsonyásodjon, mielőtt az összes érintkezési pontot bevonna. Ezenkívül az alátöltéseknek erős tapadásra van szükségük a különböző felületeken (PI, SiN, Cu, Si, forrasztási maszk stb.) a megbízhatóság és a tervezési rugalmasság érdekében. Végül, az ütésvédelem és a szilárd mechanikai alátámasztás érdekében a kikeményített tulajdonságoknak, mint például a hőtágulási együttható (CTE), az üvegesedési hőmérséklet (Tg) és a modulus, egyensúlyban kell lenniük.
Ezeket az anyagokat lapkaszinten alkalmazzák, és heterogén integrációra használják - mind fan-in lapkaszintű tokozás (FI-WLP), mind fan-out lapkaszintű tokozás (FO-WLP) esetén. Az MI területén nagyon nagy sűrűségű 2.5D integrációt látunk, ahol a deformálódás kontrollja elengedhetetlen a feldolgozáshoz, és ezt az LCM biztosítja. Mint a kapilláris alátöltő anyagoknál, az LCM anyagoknak is jó tapadással kell rendelkezniük különféle felületeken (PI, SiN, Cu, Si), és a mechanikai támogatás érdekében kiegyensúlyozott tulajdonságokkal kell bírniuk, mint például a szívósság, a hőtágulási együttható (CTE) és a modulus.
Az MI-tokozások esetében a hőelvezetésnek számos megközelítése létezik. Általában filmeket és lemezeket, amelyek új töltőanyagokat tartalmaznak, helyeznek a tokozás és a fedél közé, hogy hatékonyan elvezessék a hőt az eszközből. Henkel vezető szerepet tölt be a termikus határfelületi anyagok területén az áramköri szinten, és ezt a szakértelmét kihasználva ösztönzi az innovációt a tokozási szinten is.
Végül a fedél- és merevítőrögzítő ragasztók létfontosságú szerepet játszanak a nagy tokozású eszközök működésének lehetővé tételében. Mint említettem, ezek a nagyméretű architektúrák nagyon hajlamosak a vetemedésre. A fedél és a merevítő ragasztó segít laposan tartani ezeket a tokozásokat, megvédve őket a mechanikai sérülésektől. A Henkel anyagai kiváló tapadást, kiegyensúlyozott kikeményedési tulajdonságokat és jobb tokozási megbízhatósági teljesítményt biztosítanak.
KN: Az biztos, hogy nem látom, hogy a mesterséges intelligencia növekedése nagyon lelassulna, ha egyáltalán lelassul a következő 5–10 évben. Azonban, mint a legtöbb forradalmasító technológiánál, a piacon fokozatos elmozdulások várhatók. Jelenleg néhány meghatározó szereplő van, de úgy látom, hogy még több versenytárs lép be a területre, a folyamatok további fejlődése csökkenti a modulok költségeit, és új anyagok teszik lehetővé a fejlődés nagy részét.
KN: Az eszközön lévő MI hatalmas piaci trend lesz. Ezt már most is tapasztaljuk, mivel nagy PC- és okostelefon-márkák MI-eszközöket jelentenek be, és olyan technológiák, mint az XR és az autóipar is integrálják az MI-funkciókat. Az MI-funkcionalitást integráló mobilprocesszorok hajtják a processzorok fejlett tokozásának fejlődését. Itt is szükség lesz olyan anyagokra, mint a fejlett Si-node alátöltők, bár kisebb tokozási és lapkaméretekhez.
KN: A Henkel erős alapokra épít, és ma is fejlett megoldásokat kínál az MI számára, többek között a következő generációs kapilláris alátöltő anyagokat, formázott alátöltőket, folyékony kompressziós öntést finom részletképességgel és nagyon alacsony deformációval, fedél- és merevítő ragasztást, továbbá áttörő megoldáson dolgozunk a hőátviteli anyagok (TIM) területén. E területeken kiemelkedő platformokkal rendelkezünk, és folyamatosan a legújabb fejlesztések élén járunk, hogy lehetővé tegyük az MI és más fejlett tokozási alkalmazások előtt álló fokozatos változásokat.
Ez a cikk a Singapore Semiconductor Industry Association (SSIA) Voice Magazine 2024 szeptemberi számából származik
- Cikkek
- Tanulmányok
Szakértőink készséggel állnak rendelkezésére, hogy többet tudjanak meg az Ön igényeiről.
Támogatóközpontunk és szakértőink készen állnak arra, hogy segítsenek megoldást találni az Ön üzleti igényeire.