台積公司發佈3DFabric : 3D矽堆疊及先進的封裝技術系列和服務

在過去的十年中,運算工作負載的發展可能要比過去的四十年還要來得多。 就在不久之前,即使是世界上最先進的處理器一般負責的工作也不過是文字處理、試算表、簡報圖表,偶爾再玩玩接龍紙牌遊戲而已。

時間快轉到2020年,今日的運算應用和工作負載比過往的數十年更加多元,對效能的要求也更高。雲端運算、大數據分析、人工智慧(AI)神經網路訓練、人工智慧推理,高階智慧型手機或甚至是自動駕駛汽車上的行動運算都在推動運算領域的發展。為了因應這些新的工作負載,記憶體效能和功耗效率在產品設計中也變得更為至關重要。

那麼,這些運算趨勢和工作負載與封裝技術有什麼關聯呢? 不久之前,封裝技術還只被視為產品晶片的後端製程。但是時代已經改變, 工作負載的發展將封裝技術推向了創新的最前沿,而它們對於產品的效能、功能和成本至關重要。

這些現代的工作負載促使產品設計採用更全面的方法來在系統級別進行最佳化。 如果沒有當今的先進封裝,某些產品就無法達到技術或商業上的可行性。

我們很高興為您介紹台積公司的3DFabric先進封裝技術系列,這包含了我們全面的前端3D矽堆疊和後端先進封裝技術,3DFabric和我們先進的半導體製程技術能夠發揮相輔相成的效果,以協助客戶在產品設計上可以不斷創新。

台積公司的客戶對如何解決新的運算問題有獨特的見解,台積公司的3DFabric為我們的客戶提供了產品設計的最大彈性。 對於產品架構師而言,單晶粒仍然是可行的選擇,但在某些情況下,它不再是唯一的選擇,甚至不再是理想的選擇。3DFabric為我們的客戶提供了自由和優勢,使他們可以更全面地以微型晶片系統的方式設計其產品,以提供相對於設計較大單晶粒的關鍵優勢:

上市時間: 客戶可以將寶貴的開發資源和時間集中在運用最先進的台積公司半導體製程,設計出更快、功能更強大的運算核心,同時將技術模組重新使用於成本效益更高且不會頻繁改變或擴大規模的成熟半導體製程,這麼做可以加快創新速度,並縮短新產品的上市時間。

效能和效率: 3DFabric提供了將高階邏輯晶片和高速記憶體整合到封裝模組中的選項。高頻寬記憶體(HBM)的延遲和頻寬優勢是眾所周知的,但鮮為人知的是其在電源效率方面的提升。在一定的頻寬之下,HBM較寬的介面允許它以相對於較窄記憶體類型而言較低的時脈速度運轉,從而降低了功耗。 就資料中心的規模而言,邏輯和HBM整合所能節省的成本相當可觀。

尺寸外觀: 3DFabric還為HPC、智慧型手機和物聯網邊緣裝置提供了外形設計的優勢。3DFabric允許我們的客戶以更密集的2D、2.5D或3D互連配置將運算核心與異構微型晶片或小晶片整合在一起,從而大幅縮小了元件和主機板的尺寸,並實現具有更強功能的尖端工業設計。

成本: 客戶可以在更成熟,成本更低的半導體製程上重新使用那些不會經常更改或擴展的模組,例如類比/輸入輸出/射頻技術。客戶可以專注於那些可以在台積公司最先進的半導體製程上擴展的邏輯設計,並使用3DFabric將其與特殊製程小晶片整合到單一產品當中。

台積公司的3DFabric技術系列包括2D和3D前端和後端互連技術。我們的前端技術或稱TSMC-SoIC™(整合晶片系統)使用3D矽堆疊所需,並來自我們領先矽晶圓廠的精度和方法。 這些技術包括我們的CoW和WoW堆疊技術,其能讓相似和不同晶片的3D堆疊提供以下功能:

  • 通過增加運算核心數量來提高運算能力
  • 堆疊式記憶體可提供更多記憶體和更高的頻寬
  • 通過深溝式電容改善功率傳輸,適用於大功率應用

台積公司還擁有多個專屬的後端晶圓廠,這些晶圓廠可以組裝和測試包括3D堆疊晶片在內的矽晶片,並將其加工成封裝後的裝置。台積公司3DFabric的後端製程包括CoWoS®和InFO系列的封裝技術。

隨著工作負載的變化,半導體和封裝技術必須齊頭並進發展,這些工作負載要求對產品設計採用全方位的系統等級方法,以提高效能、電源效率、成本、外觀尺寸和上市時間。台積公司的3DFabric技術系列旨在為我們的客戶提供強大而靈活的互連性和先進的封裝技術,以釋放他們的創新。

期待未來與您分享更多關於這一願景的資訊。

請至 3DFabric.tsmc.com 網站了解更多詳細資訊。

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