Runājot nesenajā OCP APAC samitā, He Jun, TSMC Uzlabotās iepakojuma tehnoloģijas un pakalpojumu viceprezidents, teica, ka uzņēmums ir uzsācis masveida ražošanu CoWoS iepakojumiem, kuru izmērs ir 5,5 reizes standarta retikula izmērs. Ražība silīcija interposera apstrādes un saistīšanas procesā ir saglabājusies virs 98% no vairākiem AI klientiem, ar dažām ražošanas partijām sasniedzot 99%.
TSMC plāno ieviest CoWoS iepakojumu, kas ir lielāks par 14 retikula izmēriem pirms 2029. gada, ar 14-retikula izmēra versiju, kas paredzēta masveida ražošanai 2028. gadā.
Vafeles līmeņa iepakojuma procesu attīstība nav pilnībā atrisinājusi piegādes spiedienu, kas ietekmē AI mikroshēmas. Viņš teica, ka kopējais piedāvājums joprojām ir nepietiekams, jo trūkst augstas joslas platuma atmiņas jeb HBM un Ajinomoto uzkrāšanās plēves jeb ABF substrātu.
Iepakojuma izmēri turpina paplašināties, jo atraktori un OSAT nodrošinātāji diversificē kapacitāti
Viena mašīna ir ierobežota ar fizisko standarta retikula ekspozīcijas laukuma robežu, kas ir aptuveni 858 kvadrātmillimetri. Tāpēc, dalot datoru resursus čipletos un integrējot tos ar sakrautām HBM, ir kļuvusi par galveno arhitektūru AI mikroshēmām.
CoWoS silīcija interposers, kura izmērs ir 5,5 reizes standarta retikula izmērs, ir aptuveni 4,700 kvadrātmillimetru liels. Sasniegt ražību virs 98% šāda izmēra interposerā norāda uz to, ka TSMC defektu kontroles procesi redistribūcijas kārtām un mikrobumpu saistīšanai ir sasnieguši salīdzinoši nobriedušu posmu.
Saskaņā ar TSMC tehnoloģiju ceļa karti, CoWoS iepakojumi, kas ir lielāki par 14 retikula izmēriem, tiks ieviesti pirms 2029. gada. Nozares novērtējumi norāda, ka šādas skalas iepakojums varētu uzņemt vairāk nekā 10 datordzīvotāju un vairāk nekā 20 HBM krāvumus.
Ņemot vērā TSMC CoWoS kapacitāti, cita veida atraktori un ārpakalpojumi pusvadītāju montāžā un testēšanā konkurē par pārmērīgas uzlabotās iepakojuma pasūtījumiem.
ASE Technology Holding veicina savu VIPack platformu un FOCoS jeb ventilatora izplešanās mikroshēmu uz substrāta tehnoloģiju, lai nodrošinātu pasūtījumus ne-centrālājiem mikroshēmām no mākoņu pakalpojumu sniedzējiem. Amkor jūnijā parakstīja 10 gadu sadarbības ietvaru ar TSMC un plāno izmantot savu jauno Arizonas objektu, lai nodrošinātu aizmugures testēšanas un galīgā iepakojuma pakalpojumus mikroshēmām, kas izgatavotas TSMC Phoenix ražotnēs.
Samsung Electronics izseko pasūtījumus, izmantojot savas I-Cube un SAINT 3D krāvšanas tehnoloģijas. Uzņēmums izmanto savas integrētās ražotnes, atmiņas un uzlabotā iepakojuma iespējas, lai apkalpotu klientus, kurus skārusi ierobežotā iepakojuma kapacitāte.
ABF substrāti un HBM saskaras ar nopietniem kapacitātes spiedieniem
Uzlabojoties silīcija interposera ražībai, piegādes ierobežojumi virzās augšup, un augstākās klases ABF substrātu un HBM trūkums kļūst īpaši izteikts.
Nvidia, AMD un galvenie mākoņu pakalpojumu sniedzēji ir nodrošinājuši ABF kapacitāti, izmantojot ilgtermiņa piegādes līgumus, kas stiepjas līdz 2028. gadam, taču bažas par augstākās klases substrātu pieejamību nav mazinājušās.
Lai atbalstītu CoWoS iepakojumu, kura izmērs ir 5,5 retikula izmēri un nākotnes 14-retikula izmēra formātu, augstākās klases ABF substrāti tiek atjaunināti līdz 18 līdz 20 slāņiem. Substrāti, kas paredzēti 14-retikula izmēra iepakojumiem, var sasniegt izmērus 100 × 100 mm.
Lieli, augsto slāņu substrāti ir uzņēmīgi pret deformāciju atkārtotas termiskās spiešanas procesā. To palielinātais izmērs arī apgrūtina mikrocaurumu izlīdzināšanu, samazinot ražošanas ražību substrātu piegādātājiem.
Reaģējot uz strukturālo piegādes trūkumu, substrātu ražotāji visā pasaulē ir uzsākuši jaunu kapitāla ieguldījumu viļņu.
Unimicron Technology ir palielinājusi 2026. gada kapitāla izdevumu budžetu līdz NT$53,7 miljardiem, koncentrējoties uz otro Guangfu rūpnīcu un otrajām un trešajām Yangmei iekārtām. Kinsus Interconnect Technology ir apņēmies papildu NT$19,6 miljardus, lai uzceltu Yangmei K6C un K6D rūpnīcas, un izvērtē potenciālās vietas vēl vienai iekārtai.
Nan Ya Printed Circuit Board paplašina modernizētas ražošanas jaudas savā Shulin rūpnīcā, uzlabojot savu Jinxing iekārtu un iznomājot papildu rūpnīcas telpas. Piegādes ķēdes ziņojumi arī liecina, ka Zhen Ding Technology meitas uzņēmums Avary Holding paplašina savas Shenzhen darbības un var palielināt vietu līdz vairāk nekā septiņām rūpnīcām līdz 2030. gadam.
Atmiņas segments saskaras gan ar inženiertehniskajiem izaicinājumiem, gan ražošanas palielināšanas spiedienu. SK hynix izmanto savu Advanced MR-MUF iepakošanas procesu, lai paplašinātu HBM3E ražošanu un saglabātu savu tirgus līderību. Samsung Electronics virza savu HBM produktu līniju, izmantojot NC-TCB termokompresijas pieslēguma procesu.
SK hynix un Micron plāno outsourcēt HBM4 pamata mikroshēmu ražošanu TSMC modernajās ražošanas procesoru vietās. Micron arī izmanto savu 1β-nanometru procesu, lai mērķētu uz tirgu 24 GB un 36 GB HBM3E produktiem.
Mikroshēmu ražotāji izstrādā EMIB un EFB alternatīvas
Jaudīgas ierobežojumi un salīdzinoši augstās ražošanas izmaksas modernajās iepakošanas procēs veicina mikroshēmu ražotājus un mākoņu pakalpojumu sniedzējus izveidot alternatīvas 2.5D iepakošanas ceļus ārpus CoWoS ekosistēmas.
Intel EMIB tehnoloģija iemūžina miniatūras silikona tiltus organiskajā substrātā, lai nodrošinātu augstas blīvuma savienojumus. Pilna izmēra silikona interposera izslēgšana var samazināt kopējās ražošanas izmaksas.
Papildus Intel paša procesoriem, Microsoft pielāgotā Maia 100 mikroshēma un Amazon Web Services mikroshēmas izvērtē šo tehnoloģiju. Nozares ziņojumi norāda, ka Google TPU komanda arī izvērtē EMIB platformu.
AMD priekšsēdētāja un izpilddirektore Lisa Su iepriekš paziņoja par plāniem palielināt uzņēmuma ieguldījumu Taivānas pusvadītāju piegādes ķēdē. Izvērtējot iegādes līgumus, AMD izstrādā vietējo 2.5D iepakošanas ekosistēmu, kas balstās uz Elevated Fanout Bridge jeb EFB tehnoloģiju.
Piedalās montāžas un testu uzņēmumi, tostarp ASE Technology Holding, Siliconware Precision Industries un Powertech Technology. Šī iepakošanas pieeja arī mudinājusi substrātu piegādātājus, piemēram, Unimicron, Kinsus un Nan Ya Printed Circuit Board, uzsākt īpašas jaudas paplašināšanu augstas kvalitātes tiltu substrātiem.
Stikla substrāti kļūst par nākamās paaudzes materiālu attīstības fokusu
Pieprasījums pēc ārkārtīgi augstas blīvuma savienojumiem un lielākiem iepakojuma izmēriem atklāj organisko ABF substrātu fiziskos ierobežojumus, tostarp siltuma izplešanās neatbilstību un signāla zaudēšanu augstās frekvencēs. Tādēļ nozare virza stikla substrātu un caurstikla caurlaidu jeb TGV tehnoloģiju attīstību un komercializāciju.
Stikla substrātiem ir ārkārtīgi zems siltuma izplešanās koeficients, kas var samazināt substrātu izkropļojumus augstas temperatūras apstrādē. To zemā dielektriskā zudums arī padara tos piemērotus ultra-augstas ātruma signālu pārvadei.
Jūlijā Intel paziņoja par stratēģisku partnerību ar Lens Technology, lai kopīgi attīstītu stikla substrātu modernās iepakošanas risinājumus AI un augstas veiktspējas skaitļošanas lietojumprogrammām.
Saskaņā ar piegādes ķēdes ziņojumiem TSMC izstrādā paneļu līmeņa iepakojumu un stikla interposerus, izmantojot TGV tehnoloģiju. Nozares vērtējumi norāda, ka uzņēmums varētu izveidot procesa demonstrācijas līniju laikā no 2027. līdz 2028. gadam.
Samsung Electro-Mechanics un SK Group meitas uzņēmums Absolics ir izveidojuši TGV izmēģinājuma iekārtas. Absolics plāno sākt nelielu izmēģinājuma ražošanu līdz 2026. gada beigām, kamēr Samsung Electro-Mechanics patlaban nodrošina paraugus galvenajiem datu centra klientiem izvērtēšanai.
Tālāk pa piegādes ķēdi Corning, SCHOTT un Dai Nippon Printing izstrādā materiālus augstas blīvuma TGV substrātiem. Vācijā bāzētais LPKF strādā pie lāzera inducētas TGV veidošanas un caurlaidu metālizācijas un pildīšanas procesiem sadarbībā ar lielākajiem pusvadītāju ražotājiem.