TSMC i Intel rozwijają szklane podłoża oraz pakowanie panelowe dla układów AI i HPC

TSMC i Intel przyspieszają prace nad technologiami pakowania nowej generacji, które mają zastąpić część rozwiązań opartych na organicznych podłożach i klasycznym pakowaniu waflowym. Według Counterpoint Research rynek FOPLP oraz szklanych podłoży może przekroczyć wartość 8 mld dolarów do 2030 r.

Rosnące potrzeby AI i HPC napędzają zmianę technologii

Za główny czynnik rozwoju nowych metod pakowania uznawany jest wzrost zapotrzebowania na moc obliczeniową w segmentach sztucznej inteligencji oraz obliczeń wysokiej wydajności. Tradycyjne podłoża organiczne i pakowanie na poziomie wafla coraz częściej napotykają ograniczenia przy projektach dużych, złożonych układów.

Technologia Fan-Out Panel Level Packaging, czyli FOPLP, pozwala wykorzystać większą powierzchnię panelu niż w przypadku klasycznych wafli. Ma to umożliwiać umieszczenie większej liczby układów obliczeniowych i pamięci DRAM w ramach procesu produkcyjnego. Z kolei szklane podłoża oferują wyższą gęstość połączeń, lepszą stabilność wymiarową oraz korzystniejsze właściwości cieplne.

Rynek może wzrosnąć ponad dwunastokrotnie

Counterpoint Research szacuje, że rynek FOPLP i szklanych podłoży, który w 2024 r. miał wartość około 650 mln dolarów, do 2030 r. może przekroczyć 8 mld dolarów. Według prognoz pakowanie panelowe może odpowiadać za 45,6 proc. przychodów w tym obszarze.

Najważniejsze czynniki wzrostu

• AI i HPC zwiększają zapotrzebowanie na bardziej złożone i większe układy scalone.
• FOPLP umożliwia wykorzystanie większej powierzchni pakowania niż rozwiązania waflowe.
• Szklane podłoża poprawiają gęstość połączeń, stabilność oraz kontrolę odkształceń.
• Większe pakiety wspierają rozwój architektur chipletowych i dużych procesorów dla centrów danych.

TSMC rozwija CoPoS, Intel stawia na komercjalizację

TSMC pracuje nad rozwiązaniem CoPoS, czyli Chip-on-Panel-on-Substrate. Początkowo technologia ma korzystać ze standardowych podłoży organicznych, a następnie przejść na warianty ze szklanym rdzeniem. W źródłowych informacjach wskazano, że zastosowanie szklanych podłoży może obniżyć koszty o 30 proc. i podnieść wykorzystanie wafla powyżej 90 proc.

Intel również od kilku lat podkreśla znaczenie szklanych podłoży i pakowania panelowego. Partnerzy firmy mają dążyć do komercjalizacji podłoży ze szklanym rdzeniem w ciągu najbliższych trzech lat. W rozwój tych technologii zaangażowane są także Samsung Electro-Mechanics, ASE oraz PTI.

Azja Wschodnia pozostanie kluczowym regionem

Według przedstawionych danych do 2030 r. największa część globalnych mocy produkcyjnych w zakresie pakowania panelowego ma znajdować się w Azji Wschodniej. Tajwan, Chiny i Japonia mają łącznie odpowiadać za 84,8 proc. światowej zdolności produkcyjnej FOPLP.

W Stanach Zjednoczonych ważną rolę ma odgrywać Intel, który rozwija zakład w Rio Rancho jako ośrodek związany ze szklanymi podłożami i pakowaniem panelowym.

Branża czeka na standaryzację i stabilną produkcję

Mimo rosnącego zainteresowania technologiami FOPLP i szklanych podłoży, przed ich szerokim wdrożeniem pozostają istotne wyzwania. Branża musi dopracować między innymi standardy rozmiarów paneli, powtarzalność połączeń TGV, czyli Through-Glass Via, oraz stabilność procesów produkcyjnych.

Od rozwiązania tych kwestii będzie zależeć tempo komercjalizacji nowych metod pakowania, które mają wspierać kolejną generację układów dla sztucznej inteligencji, centrów danych i obliczeń wysokiej wydajności.