Son yıllarda yapay zeka ve yüksek performans hesaplama (HPC) talebindeki artışla birlikte, çip paketleme teknolojileri de büyük bir ivme kazanmış durumdadır. TSMC’nin chip-on-wafer-on-substrate (CoWoS) paketleme teknolojisi, HBM bellek kullanan gelişmiş AI ve HPC işlemcileri için standart hale gelmiştir. Ancak, TSMC’nin daha yeni olan sistem üzerinde entegre çip (SoIC) teknolojisi, henüz beklenen kadar benimsenmemiştir. Son teknoloji seminerinde, TSMC, bu yeni nesil soğutma çözümlerinin gelişiminin hızlanacağını müjdeledi.
TSMC’nin 3D Yığma Teknolojisi
TSMC’nin 3D yığma SoIC teknolojisi, başlangıçta CoWoS’a göre daha yavaş bir destek aldı. Ancak, bu yıl itibarıyla 2023, 9 µm boyutlarda yığma teklifleri sunarak rakiplerine karşı avantaj elde etmeyi başardı. İlk nesil SoIC’in bir sınırlaması vardı; yalnızca yüz-yüze (F2B) yığma desteği sunabiliyordu. Bununla birlikte, TSMC’nin ikinci nesil SoIC teknolojisi, yüz-yüz (F2F) yığmayı destekleyerek, performansı daha da artırma potansiyeline sahip.
Yüksek Performanslı Bağlantılar
F2F yığma sistemi, doğrudan metal katmanlarının hizalanması sayesinde çok daha yüksek bir sinyal yoğunluğu sunuyor. Bu sayede, sinyaller arasındaki gecikme azalıyor, enerji tüketimi düşüyor ve veri iletim hızı artıyor. F2F yığma ile, yığılmış çipler arasındaki iletişim, sanki tek bir çip üzerindeymiş gibi olabiliyor, bu durum da TSMC’nin SoIC teknolojisini veri merkezlerinde kritik bir unsur haline getiriyor.
3D Paketleme İlerlemeleri
Artık TSMC’nin F2F ve F2B yığmaları ile çift yönlü yığma işlem gerçekleştirmesi mümkün. 2025 yılına kadar 6 µm, 2029’da ise 4.5 µm’lik boyutlara ulaşması bekleniyor. TSMC’nin üst yönetimi, bu süreçte yeni nesil işleme teknolojilerinin şemasında arka yüz güç teslimi gösterimi bulunmamakta. Ancak, bu noktada teknoloji geliştirilirken başka kombinasyonların da kullanılabileceğini vurguladı.
İlk Yüz-yüze 3.5D Tasarımları
Broadcom, verimliliği artırmak için TSMC’nin SoIC teknolojisini kullanan öncü firmalardan biri. Fujitsu’nun Monaka süper bilgisayar işlemcisi gibi sistem paketleri oluşturmayı hedefliyor. Monaka’nın üretimi, 2027 yılına kadar geniş ölçekli hale gelmesi planlanıyor ve bu süreç, TSMC’nin SoIC ile gerçekleştirdiği yığmaların önemini pekiştiriyor.
Sonuç
TSMC, SoIC 3D yığma teknolojisi ile işlemci yoğunluğunu artırmayı hedefliyor. Transistör ölçeklenmesi yavaşlarken, paketleme teknolojileri, performansı artırmaya yönelik temel itici güç haline geliyor. Yüksek performans, veri merkezleri ve sunucu sistemleri için kritik öneme sahipken, 3D yığma teknolojisinin sağladığı avantajlar, geleceğin işlemci mimarisi tasarımlarında belirleyici olacak.
Kaynak: Tom’s Hardware verileriyle derlenmiştir.
