IC-Packung und -Kühlung sind der Schlüssel zur Verbesserung der Chipleistung

Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Trainings- und Inferenzanwendungsnachfrage von Terminalprodukten wie Servern und Rechenzentren im KI-Bereich wird die Entwicklung von HPC-Chips in 2,5d/3d-IC-Gehäusen vorangetrieben.

Am Beispiel der 2,5d/3d-IC-Packaging-Architektur wird die Integration von Speicher und Prozessor in Cluster oder Up-Down-3D-Stacking dazu beitragen, die Recheneffizienz zu verbessern; Im Teil des Wärmeableitungsmechanismus kann eine Schicht mit hoher Wärmeleitfähigkeit in das obere Ende des Speichers HBM oder eine Flüssigkeitskühlungsmethode eingeführt werden, um die entsprechende Wärmeübertragung und die Rechenleistung des Chips zu verbessern.

Die aktuelle 2,5d/3d-IC-Gehäusestruktur erweitert die Linienbreite von SOC-Einzelchipsystemen höherer Ordnung, die nicht gleichzeitig miniaturisiert werden können, wie z. B. Speicher, Kommunikations-HF und Prozessorchip. Mit dem rasanten Wachstum der Anwendung von Terminals wie Servern und Rechenzentren im HPC-Chipmarkt treibt es die kontinuierliche Ausweitung von Anwendungsszenarien wie KI-Feldtraining und Inferenz voran, die beispielsweise TSMC, Intel Samsung, Sunmoon und andere Waferhersteller vorantreiben , IDM-Hersteller sowie Verpackungs- und Prüfgeräte. OEM und andere große Hersteller haben sich der Entwicklung relevanter Verpackungstechnologie gewidmet.

Entsprechend der Verbesserungsrichtung der 2,5d/3d-IC-Packaging-Architektur kann sie grob in zwei Typen unterteilt werden, je nach Kosten- und Effizienzverbesserung.

1. Nachdem wir einen Cluster aus Speicher und Prozessoren gebildet und die Lösung des 3D-Stackings verwendet haben, versuchen wir zunächst, das Problem zu lösen, dass Prozessorchips (wie CPU, GPU, ASIC und SOC) überall verstreut sind und die Betriebseffizienz nicht integrieren können . Darüber hinaus sind die Speicher-HBM geclustert und die Datenspeicher- und Übertragungsfunktionen der anderen sind integriert. Schließlich werden die Speicher- und Prozessorcluster in 3D auf- und abgebaut, um eine effiziente Computerarchitektur zu bilden und so die gesamte Recheneffizienz effektiv zu verbessern.

2. Die Korrosionsschutzflüssigkeit wird in den Prozessorchip und den Speicher eingespritzt, um eine flüssige Kühllösung zu bilden. Dabei wird versucht, die Wärmeleitfähigkeit der Wärmeenergie durch Flüssigkeitstransport zu verbessern, um die Wärmeableitungsgeschwindigkeit und die Betriebseffizienz zu erhöhen.

Derzeit sind die Verpackungsarchitektur und der Wärmeableitungsmechanismus nicht ideal, und dies wird in Zukunft ein wichtiger Verbesserungsindex für die Verbesserung der Rechenleistung des Chips sein.