Samsung đã sẵn sàng cho cuộc cách mạng đóng gói chip 3D với công nghệ SAINT

Công nghệ đóng gói chip 3D của Samsung và công nghệ SAINT

Cách tiếp cận sáng tạo này liên quan đến việc xếp chồng các chất bán dẫn không đồng nhất theo chiều dọc, báo trước một kỷ nguyên mới của chip trí tuệ nhân tạo (AI) hiệu suất cao và năng lượng thấp. Khi nhu cầu về chất bán dẫn AI tiên tiến và hiệu quả hơn tăng lên, thị trường được dự đoán sẽ tăng vọt lên mức đáng kinh ngạc 78 tỷ USD vào năm 2028.

Bản chất của đóng gói chip 3D

Không giống như cách đặt chip ngang truyền thống, việc đóng gói chip 3D bao gồm việc xếp chồng chip theo chiều dọc. Cấu hình này tạo điều kiện xử lý dữ liệu nhanh hơn giữa các chất bán dẫn và tăng cường đáng kể hiệu quả sử dụng năng lượng. Với việc khách hàng ngày càng tìm kiếm các chất bán dẫn AI hiệu suất cao, năng lượng thấp, việc đầu tư vào lĩnh vực đóng gói chip 3D của Samsung đã đến vào thời điểm then chốt.

Công nghệ SAINT: Giải pháp tiên tiến của Samsung

Thúc đẩy sáng kiến này là việc sử dụng cải tiến đóng gói bán dẫn tiên tiến được gọi là SAINT (Công nghệ kết nối của Samsung). Quá trình đổi mới này bao gồm việc kết nối các loại chip khác nhau để hoạt động gắn kết như một đơn vị duy nhất. Ngược lại với cách sắp xếp theo chiều ngang thông thường, bao bì 3D tự phân biệt bằng cách xếp các chip theo chiều dọc.

Samsung Electronics đã kết thúc thành công quá trình xác minh kỹ thuật của SAINT-S. Lần lặp lại cụ thể này liên quan đến việc xếp chồng SRAM, đóng vai trò lưu trữ dữ liệu tạm thời, bên trên bộ xử lý, chẳng hạn như bộ xử lý trung tâm CPU. Samsung đặt mục tiêu hoàn tất quá trình xác minh công nghệ của SAINT-D trong năm tới. SAINT-D yêu cầu đặt DRAM để lưu trữ dữ liệu lên trên bộ xử lý, bao gồm CPU và bộ xử lý đồ họa GPU. Hơn nữa, SAINT-L đang được triển khai, được thiết kế để định vị các bộ xử lý như bộ xử lý ứng dụng (AP) ở cả trên và dưới ngăn xếp. Những động thái chiến lược này nhấn mạnh cam kết của Samsung về những tiến bộ tiên phong trong công nghệ bán dẫn.

Vượt qua những hạn chế về công nghệ

Việc chuyển sang đóng gói 3D được thúc đẩy bởi những hạn chế của công nghệ xử lý siêu mịn, hạn chế việc thu nhỏ kích thước của từng con chip. Các công ty bán dẫn, bao gồm cả Samsung, đang tập trung vào việc đóng gói như một quy trình quan trọng để cải thiện hiệu suất bằng cách sắp xếp và kết nối khéo léo các con chip. Theo công ty phân tích chiến lược Yole Intelligence, tầm quan trọng của quy trình đóng gói này dự kiến sẽ tăng lên, với thị trường đóng gói chip công nghệ cao được dự báo sẽ tăng từ 44,3 tỷ USD trong năm trước lên mức ấn tượng 78,6 tỷ USD vào năm 2028.

Bối cảnh cạnh tranh: TSMC, Intel và các công ty khác

Samsung không đơn độc trong việc theo đuổi điều này khi các đối thủ như TSMC, UMC và Intel chạy đua phát triển các công nghệ đóng gói tiên tiến. Ví dụ: TSMC cung cấp dịch vụ đóng gói 3D "SoIC", phục vụ các hãng lớn như Apple và Nvidia. Intel tận dụng công nghệ đóng gói 3D "Foveros" để sản xuất hàng loạt các chip mới nhất của mình. UMC của Đài Loan cũng đã tham gia lĩnh vực đóng gói 3D thông qua dự án hợp tác với Winbond và ASE.

Ứng dụng AI trên thiết bị

Samsung đặt mục tiêu sử dụng công nghệ SAINT để nâng cao hiệu suất của chất bán dẫn phục vụ cho các trung tâm dữ liệu AI và bộ xử lý cho điện thoại thông minh có chức năng AI trên thiết bị. Ứng dụng đóng gói 3D đặc biệt thích hợp trong lĩnh vực chất bán dẫn tiên tiến được sử dụng trong AI tổng hợp và AI trên thiết bị, trong đó việc tối ưu hóa tốc độ xử lý dữ liệu và hiệu quả sử dụng năng lượng là điều tối quan trọng.

Triển vọng tới tương lai

Khi ngành công nghiệp bán dẫn trải qua quá trình thay đổi mô hình, công nghệ đóng gói tiên tiến nổi lên như một thước đo quan trọng về khả năng cạnh tranh. Bước đột phá của Samsung vào lĩnh vực đóng gói 3D sẵn sàng trở thành yếu tố thay đổi cuộc chơi, tạo tiền đề cho một tương lai năng động, nơi hiệu quả và hiệu suất của chất bán dẫn AI được nâng lên tầm cao chưa từng có. Thị trường toàn cầu háo hức mong đợi chương tiếp theo trong quá trình phát triển công nghệ này.

Tùng Dương