Компанія Henkel, провідний постачальник матеріалів для напівпровідників, сприяє розвитку штучного інтелекту та обчислювальної техніки завдяки інноваційним клеям та герметикам. Д-р Кефан Ні обговорив тенденції в розробці пакетів ШІ та майбутні інновації для підвищення продуктивності та надійності з Сінгапурською асоціацією напівпровідникової промисловості (SSIA).
APAC Head of Application Engineering
Компанія Henkel є провідним постачальником матеріалів для напівпровідників, що стоїть на передовій революції в галузі штучного інтелекту та обчислювальної техніки, забезпечуючи прогрес у сфері сучасних технологій корпусування завдяки новим формулам клеїв та герметиків. Сінгапурська асоціація напівпровідникової промисловості (SSIA) провела зустріч із д-ром Кефаном Ні, керівником відділу прикладної інженерії компанії Henkel Adhesive Technologies в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні, щоб обговорити тенденції розробки пакетів ШІ.Погляд Henkel на майбутні технології та інновації в матеріалах, необхідні для забезпечення виняткової продуктивності та надійності.
KN: Прагнення до підвищення обчислювальної потужності та пов'язаний з цим розвиток технологій ШІ на 100% забезпечується передовими можливостями напівпровідників. ШІ та високоефективні обчислення (HPC) вимагають масивних розрахунків параметрів для швидкості передачі даних, розширеної пам'яті та обчислювальної складності. Галузь продовжує розробляти все більш досконалі силіконові вузли з меншими розмірами транзисторів і вищою щільністю, які є швидшими та енергоефективнішими. Одночасно з цим, сучасні технології корпусування забезпечують інноваційні методи інтеграції. Задоволення сучасних вимог до обчислювальної потужності повністю залежить від прогресу в розробці напівпровідників.
KN: В останні роки передові технології корпусування стали невід'ємною частиною задоволення вимог до продуктивності ШІ/HPC. Це особливо стосується гетерогенної інтеграційної платформи, яка забезпечує високу щільність, низьку затримку, широку пропускну здатність, а також високу економічну ефективність за рахунок масштабування та гнучкість конструкції, що економить час. Сучасні передові технології корпусування інтегрують передові логічні схеми, пам'ять і субстрати в компактні 2,5D-корпуси з проміжними елементами для високопродуктивних обчислювальних систем (HPC) та штучного інтелекту (AI)/5G. Ми також спостерігаємо появу технології безступінчастого 3D-укладання інтегральних схем, яка дозволяє ще більше інтегрувати чіплети високої щільності та досягти найвищої щільності міжз'єднань I/O для найкоротшої електричної відстані. Це значно збільшує пропускну здатність, зменшує затримку та покращує енергоефективність. І, звичайно, все це завдяки передовим інноваціям у сфері корпусування.
KN: Незважаючи на те, що технологія графічного процесора та сучасне корпусування існують протягом багатьох років, останні прориви в масштабуванні напівпровідників, обробних можливостях, роздільній здатності, інноваціях у матеріалах та методологіях проектування проштовхнули нас в еру потужного ШІ.
KN: Модулі ШІ та HPC у центрах обробки даних інтегрують пакети з дуже великою пластиною та великими розмірами корпусу. Історично ці розміри призводили до проблем з надійністю через вимоги до тепловіддачі та їх схильність до деформації. Сучасні матеріали для корпусування напівпровідників повинні забезпечувати збалансовані рецептури, які пом'якшують ці проблеми, щоб забезпечити високу надійність цих високоякісних високопродуктивних пристроїв.
KN: Безсумнівно. Існує кілька категорій матеріалів для сучасного корпусування, які мають вирішальне значення для надійності сучасних складних конструкцій. До них відносяться герметизуючі матеріали для заповнення порожнин, рідкі матеріали для пресування, теплопровідні матеріали та клеї для кріплення кришки/жорсткого елемента. Їхні матеріальні властивості та експлуатаційні вимоги такі:
- Капілярний андерфіл
- Формування методом рідкого пресування (LCM)
- Матеріали для теплового інтерфейсу
- Кріплення кришки/жорсткого елемента
З розвитком надтонких, вузькопроміжних фліп-чіп-з'єднань, капілярні андерфіли вимагають технології тонкого наповнення та швидкої текучості, щоб уникнути утворення порожнин. Швидкість потоку є критично важливою через велику площу поверхні; не можна допустити гелеутворення матеріалу до того, як усі нерівності будуть загерметизовані. Крім того, андерфіли повинні мати міцне зчеплення з різними поверхнями (PI, SiN, Cu, Si, маска для пайки тощо) для забезпечення надійності та гнучкості конструкції. Нарешті, для захисту від ударів і надійної механічної опори необхідно збалансувати такі властивості затверділого матеріалу, як коефіцієнт теплового розширення (CTE), температура склування (Tg) і модуль пружності.
Ці матеріали наносяться на рівні пластин і використовуються для гетерогенної інтеграції - як для корпусування на рівні пластин (FI-WLP), так і для корпусування на рівні пластин (FO-WLP). У ШІ ми бачимо інтеграцію 2,5D дуже високої щільності, де контроль деформації є важливим для обробки, і яку забезпечує LCM. Як і капілярні заповнювачі, матеріали LCM потребують хорошої адгезії до різних поверхонь (PI, SiN, Cu, Si) і, для механічної підтримки, повинні мати збалансовані властивості міцності, CTE і модуля.
Для пакетів ШІ існує багато підходів до відведення тепла. Зазвичай плівки та листи з новими наповнювачами розміщують між корпусом і кришкою, щоб ефективно відводити тепло від пристрою. Компанія Henkel є лідером у виробництві матеріалів для теплових інтерфейсів на рівні плати, і ми використовуємо цей досвід, щоб стимулювати інновації на рівні корпусу.
Нарешті, клеї для кріплення кришок і ребер жорсткості є важливими компонентами для великих корпусних пристроїв. Як я вже згадував, ці великі архітектури дуже схильні до деформації. Клеї для кришок і ребер жорсткості допомагають зберегти ці корпуси плоскими, захищаючи їх від механічних пошкоджень. Матеріали Henkel забезпечують чудову адгезію, збалансовані властивості після затвердіння та підвищену надійність корпусу.
KN: Я, звичайно, не бачу значного уповільнення зростання ШІ в найближчі 5–10 років, якщо воно взагалі буде. Однак, як і в разі більшості революційних технологій, на ринку відбуватимуться поступові зміни. Наразі є декілька домінуючих гравців, але я передбачаю, що на ринок потраплять більше конкурентів, подальші вдосконалення процесів для зниження витрат на модулі та нові матеріали, які сприятимуть значному прогресу.
KN: ШІ на пристроях стане великою тенденцією на ринку. Ми вже бачимо, що основні бренди ПК та смартфонів оголошують про прилади зі штучним інтелектом, а такі технології, як XR та автомобільна техніка, також інтегрують можливості штучного інтелекту. Мобільні процесори, які інтегрують функцію штучного інтелекту, стимулюють еволюцію сучасного корпусування в області процесорів. Тут також будуть потрібні такі матеріали, як сучасні андерфіли Si-node, хоча і для менших розмірів корпусів і пластин.
KN: Компанія Henkel має міцний фундамент і сьогодні пропонує передові рішення для штучного інтелекту у вигляді капілярних андерфілів наступного покоління, формованих андерфілів, рідинного компресійного формування з можливістю тонких функцій і дуже низькою деформацією, кріплення кришок і ребер жорсткості, а також працює над проривним рішенням для теплопровідних матеріалів (TIM). Наші платформи в цих сферах є винятковими, і ми продовжуємо впроваджувати інновації, щоб забезпечити поступові зміни, які ми бачимо в ШІ та інших застосуваннях сучасного корпусування.
Ця стаття адаптована з випуску Voice Magazine Сінгапурської асоціації напівпровідникової промисловості (SSIA) у вересні 2024 р.
- Статті
- Технічні матеріали
Наші експерти готові дізнатися більше про ваші потреби.
Наш центр підтримки та експерти готові допомогти вам знайти рішення для потреб вашого бізнесу.