“芯片奥林匹克”台积电炫技！新一代封装技术提升AI芯片性能
热搜大全 2024-02-23
《科创板日报》2 月 22 日（编辑 郑远方）在 2 月 18 日 -22 日召开的 ISSCC 2024 上，台积电又带来了一项新技术。
ISSCC 全称为 International Solid-State Circuits Conference（国际固态电路会议），是学术界和工业界公认的全球集成电路设计领域最高级别会议，更被看作集成电路设计领域的 " 芯片奥林匹克大会 "。
在今年这场大会上，台积电向外界介绍了用于高性能计算与 AI 芯片的全新一代封装技术，在已有的 3D 封装基础上，又整合了硅光子技术，以改善互联效果、降低功耗。
据台积电业务开发资深副总裁张晓强介绍，这项技术旨在帮助封装更多 HBM 与 Chiplet 小芯片，进而提升 AI 芯片的性能。
就目前情况而言，若想增加更多的 HBM 与 Chiplet 小芯片，就必须增加更多零部件与 IC 载板，可能导致连接与能耗方面出现问题——因此便需要硅光子技术。
台积电的这一封装技术，通过硅光子技术，使用光纤替代传统 I/O 电路传输数据。不仅如此，在该封装架构中，异构芯片堆叠在基础芯片顶部，并使用混合键合技术，以最大限度地提高 I/O 性能。
图 | 新一代用于高性能计算与 AI 芯片封装技术平台
图 | 目前用于高性能计算与 AI 芯片封装技术平台
在新一代封装技术平台示意图中，还出现了 CPO。张晓强指出，硅光子是 CPO 的最佳选择。
此外张晓强表示，当今最先进的芯片可容纳多达 1000 亿个晶体管，但有了先进 3D 封装技术，可以扩展至单颗芯片包含 1 万亿个晶体管。
台积电并未透露新一代封装技术的具体商业化时间。
但值得注意的是，去年以来，台积电已频频传出布局硅光及 CPO 的动向。
2023 年 9 月曾有消息称，台积电正与博通、英伟达等大客户联手开发硅光及 CPO 光学元件等新品，最快 2024 年下半年开始迎来大单，2025 年有望迈入放量产出阶段。
彼时业内人士透露，台积电未来有望将硅光技术导入 CPU、GPU 等运算制程当中，内部的电子传输线路更改为光传输，计算能力将是现有处理器的数十倍起跳。
而台积电副总裁之前曾公开表示，如果能提供一个良好的 " 硅光整合系统 "，就能解决能耗与 AI 运算能力两大关键问题，" 这会是一个新的典范转移。我们可能处于一个新时代的开端。"
业内分析称，高速资料传输目前仍采用可插拔光学元件，随着传输速度快速进展并进入 800G 时代、未来更将迎来 1.6T 至 3.2T 等更高传输速率，功率损耗及散热管理问题将会是最大难题。而半导体业界推出的解决方案，便是将硅光子光学元件及交换器 ASIC，通过 CPO 封装技术整合为单一模组，此方案已开始获得微软、Meta 等大厂认证并采用在新一代网路架构。
（科创板日报 郑远方）
