Wat is geavanceerde verpakkingen en waarom is het de sleutel tot de AI -race tussen ons en China

Taipei, Taiwan
CNN
–

In de grootste enige buitenlandse investeringen in de Amerikaanse geschiedenis heeft Taiwan Semiconductor Manufacturing Company een $ 100 miljard investeringWereldwijde aandacht trekken en bezorgdheid in Taiwan.

TSMC, dat meer dan 90% van ‘s werelds geavanceerde halfgeleiderchips produceert die alles voeden, van smartphones en kunstmatige intelligentie (AI) -toepassingen tot wapens, zal onder andere twee nieuwe geavanceerde verpakkingsfaciliteiten in Arizona bouwen.

Hier is alles wat u moet weten over geavanceerde verpakkingstechnologie, die een exponentiële vraaggroei heeft gezien samen met de wereldwijde AI -razernij, en wat dat betekent voor de strijd tussen de VS en China voor AI -dominantie.

Terwijl de twee landen een tijdelijke wapenstilstand hebben aangekondigd die gedurende 90 dagen verstorende driecijferige tarieven terugdeed, de relatie blijft gespannen Vanwege voortdurende ruzie over chipbeperkingen opgelegd door de VS en Andere problemen.

Vorige maand op Computex, een jaarlijkse beurzen in Taipei die onder de schijnwerpers is gestoten vanwege de AI -boom, vertelde de CEO van chipmaker Nvidia, Jensen Huang, verslaggevers dat “het belang van geavanceerde verpakkingen voor AI erg hoog is”, verkondigd dat “niemand geavanceerde verpakkingen heeft geduwd, harder dan ik.”

Verpakking verwijst over het algemeen naar een van de productieprocessen van halfgeleiderchips, wat betekent dat het afdichten van een chip in een beschermende behuizing en het monteren van het moederbord dat naar een elektronisch apparaat gaat.

Geavanceerde verpakkingen verwijst met name naar technieken die meer chips mogelijk maken – zoals grafische verwerkingseenheden (GPU), centrale verwerkingseenheden (CPU) of hoogbandbreedte geheugen (HBM) – om dichter bij elkaar te worden geplaatst, wat leidt tot betere algehele prestaties, snellere transmissie van gegevens en lagere energieverbruik.

Zie deze chips als verschillende afdelingen binnen een bedrijf. Hoe dichter deze afdelingen bij elkaar zijn, hoe gemakkelijker het is, en minder tijd die nodig is, voor mensen om tussen hen te reizen en ideeën uit te wisselen, en hoe efficiënter de operatie wordt.

“Je probeert de chips zo dicht mogelijk bij elkaar te zetten, en je legt ook verschillende oplossingen in om het verband tussen de chips heel gemakkelijk te maken,” vertelde Dan Nystedt, vice-president van Azië, particuliere beleggingsonderneming Triorient, vertelde CNN.

In zekere zin blijft Advanced Packaging de wet van Moore overeind, het idee dat het aantal transistoren op microchips om de twee jaar zou verdubbelen, omdat doorbraken in het chip -fabricageproces steeds duurder en moeilijker worden.

Hoewel er veel soorten geavanceerde verpakkingstechnologieën zijn, is cowos, kort voor chips-on-wafer-on-substraat en uitgevonden door TSMC, aantoonbaar de bekendste die onder de schijnwerpers werd gegooid sinds het debuut van Openai’s Chatgpt, dat de AI Frenzy leidde.

Het is zelfs een begrip geworden in Taiwan, die Lisa Su, CEO van Advanced Micro Devices (AMD), ertoe aanzet te zeggen dat het eiland de “enige plaats is die je kunt zeggen dat Cowos en iedereen het zou begrijpen.”

Geavanceerde verpakking is een groot probleem geworden in de technische wereld omdat het zorgt voor AI -applicaties, die veel complexe computergebruik vereisen, zonder vertragingen of glitches vereisen.

Cowos is onmisbaar voor het produceren van AI -processors, zoals de GPU’s geproduceerd door NVIDIA en AMD die worden gebruikt in AI -servers of datacenters.

“Je zou het het NVIDIA -verpakkingsproces kunnen noemen als je wilt. Bijna iedereen die AI -chips maakt, gebruikt het Cowos -proces,” zei Nystedt.

Daarom is de vraag naar Cowos -technologie omhooggeschoten. Als gevolg hiervan klapt TSMC op om de productiecapaciteit te verhogen.

In een bezoek aan Taiwan in januari vertelde Huang verslaggevers dat de hoeveelheid geavanceerde verpakkingscapaciteit die momenteel beschikbaar was “waarschijnlijk vier keer” was wat het minder dan twee jaar geleden was.

“De technologie van verpakking is erg belangrijk voor de toekomst van computergebruik,” zei hij. “We moeten nu een zeer gecompliceerde geavanceerde verpakkingen hebben om veel chips samen te stellen in één gigantische chip.”

Als geavanceerde fabricage een stuk van de puzzel is in termen van chipproductie, is geavanceerde verpakkingen een ander.

Analisten zeggen dat het hebben van beide stukken van die puzzel in Arizona betekent dat de VS een “one-stop-shop” zal hebben voor chipproductie en een versterkte positie voor zijn AI Arsenal, ten voordele van Apple, Nvidia, AMD, Qualcomm en Broadcom, sommige van de topklanten van TSMC.

“Het zorgt ervoor dat de VS een volledige supply chain heeft van geavanceerde productie tot geavanceerde verpakkingen, wat het concurrentievermogen van de VS ten goede zou komen in AI -chips,” vertelde Eric Chen, een analist bij marktonderzoeksbureau Digitimes Research, aan CNN.

Omdat geavanceerde verpakkingstechnologieën de sleutel tot AI momenteel alleen worden geproduceerd in Taiwan, vermindert het hebben van het in Arizona ook potentiële supply chain -risico’s.

“In plaats van alle eieren in één mand te hebben, zou Cowos in Taiwan en ook de VS zijn, en dat geeft je je veiliger,” zei Nystedt.

Terwijl Cowos recent zijn moment kreeg, bestaat de technologie eigenlijk al minstens 15 jaar.

Het was het geesteskind van een team van ingenieurs onder leiding van Chiang Shang-Yi, die twee stints diende bij TSMC en zich terugtrok uit het bedrijf als zijn co-chief operating officer.

Chiang stelde voor het eerst voor om de technologie in 2009 te ontwikkelen in een poging om meer transistors in chips te passen en knelpunten in prestaties op te lossen.

Maar toen het werd ontwikkeld, namen weinig bedrijven de technologie op vanwege de hoge kosten die ermee verbonden zijn.

“Ik had maar één klant … Ik werd echt een grap (in het bedrijf), en er was zoveel druk op mij”, herinnerde hij zich in een Project van Mondal History uit 2022 opgenomen voor het Computer History Museum in Mountain View, Californië.

Maar de AI -boom draaide Cowos om, waardoor het een van de meest populaire technologieën is. “Het resultaat was buiten onze oorspronkelijke verwachting,” zei Chiang.

In de wereldwijde supply chain van Semiconductor worden bedrijven die gespecialiseerd zijn in verpakkings- en testdiensten aangeduid als uitbestede halfgeleiderassemblage en test (OSAT) bedrijven.

Naast TSMC zijn de Zuid -Korea’s Samsung en de Amerikaanse Intel, evenals OSAT -bedrijven, waaronder de Chinese JCET -groep, Amerika’s Amkor en Taiwan’s ASE Group en SPIL allemaal belangrijke spelers in geavanceerde verpakkingstechnologieën.