臺積電11月歐洲開放創(chuàng)新平臺(OIP)論壇上宣布,該公司有望在2027年認證其超大版本的CoWoS(晶圓上芯片)封裝技術,該技術將提供高達9個掩模尺寸的中介層尺寸和12個HBM4內(nèi)存堆棧。新的封裝方法將解決性能要求最高的應用,并讓AI(人工智能)和HPC(高性能計算)芯片設計人員能夠構建手掌大小的處理器。
臺積電每年都會推出新的工藝技術,盡最大努力滿足客戶對PPA(功率、性能和面積)改進的需求。但有些客戶需要更高的性能,而EUV光刻工具掩模限制858平方毫米是不夠的。這些客戶選擇使用臺積電CoWoS技術封裝的多芯片解決方案,近年來,該公司提供了該解決方案的多個迭代版本。
最初的CoWoS在2016年實現(xiàn)約1.5個掩模尺寸的芯片封裝,然后發(fā)展到今天的3.3個掩模尺寸,這使得可以將8個HBM3堆棧放入一個封裝中。接下來,臺積電承諾在2025年至2026年推出5.5個掩模尺寸的封裝,最多可容納12個HBM4內(nèi)存堆棧。然而,這比起該公司的終極版CoWoS仍相形見絀,后者支持多達9個掩模尺寸的系統(tǒng)級封裝(SiP),板載12個甚至更多的HBM4堆棧。
該9個掩模尺寸的“超級載體”CoWoS(為芯片和內(nèi)存提供高達7722平方毫米的面積)具有12個HBM4堆棧,計劃于2027年獲得認證,推測它將在2027年至2028年被超高端AI處理器采用。
完全希望采用臺積電先進封裝方法的公司也能使用其系統(tǒng)級集成芯片(SoIC)先進封裝技術垂直堆疊其邏輯,以進一步提高晶體管數(shù)量和性能。事實上,借助9個掩模尺寸的CoWoS,臺積電希望其客戶將1.6nm級芯片放置在2nm級芯片之上,因此可以達到極高的晶體管密度。
然而,這些超大型CoWoS封裝面臨著重大挑戰(zhàn)。5.5個掩模尺寸的CoWoS封裝需要超過100x100毫米的基板(接近OAM 2.0標準尺寸限制,尺寸為102x165毫米),而9個掩模尺寸的CoWoS將采用超過120x120毫米的基板。如此大的基板尺寸將影響系統(tǒng)的設計方式以及數(shù)據(jù)中心的配備支持。特別是電源和冷卻。每個機架的電源功率達到數(shù)百千瓦,需要采用液體冷卻和浸沒方法,以有效管理高功率處理器。(校對/趙月)