Involucra semiconductorum a traditis designis PCB unidimensionalibus ad nexus hybridos tridimensionales novissimos in gradu lamellae evoluta sunt. Haec progressio permittit spatium interconnexionum in ambitu micronum unius digiti, cum latitudine transmissionis usque ad 1000 GB/s, dum efficientia energiae magna servatur. In centro technologiarum involucrorum semiconductorum provectarum sunt involucra 2.5D (ubi componentes iuxta se in strato intermedio ponuntur) et involucra 3D (quae verticaliter accumulationem fragmentorum activorum implicat). Hae technologiae magni momenti sunt pro futuro systematum HPC.
Technologia involucri 2.5D varias materias stratorum intermediorum adhibet, quarum unaquaeque suis commodis et incommodis praedita est. Strata intermedia silicii (Si), inter quae laminae silicii plene passivae et pontes silicii localizati, nota sunt ob optimas facultates nexus praebendas, quae eas ad computationem summae efficaciae aptissimas reddunt. Attamen, pretiosae sunt et in materiis et fabricatione, et limitationibus in area involucri obiciuntur. Ad haec problemata mitiganda, usus pontium silicii localizatorum crescit, silicium strategice adhibendo ubi functiones exquisitae necessariae sunt, dum restrictiones areae tractantur.
Strata intermedia organica, plastica fusa et dispersa utens, alternativam sumptibus magis efficientem quam silicem praebent. Constantem dielectricam inferiorem habent, quae moram RC in involucro minuit. His commodis non obstantibus, strata intermedia organica eundem gradum reductionis proprietatum interconnectionis aegre attingunt quam involucrum siliceum, quod earum usum in applicationibus computationis summae perfunctionis limitat.
Strata intermedia vitrea magnum studium excitaverunt, praesertim post nuper ab Intel involucrum vitreum pro vehiculis probatoriis emissum. Vitrum plura commoda offert, ut coefficientem expansionis thermalis (CTE) adaptabilem, stabilitatem dimensionalem magnam, superficies leves et planas, et facultatem fabricationem tabularum sustinendi, ita ut candidatum prosperum sit pro stratis intermediis cum facultatibus filorum comparabilibus ac silicio. Attamen, praeter difficultates technicas, principale incommodum stratorum intermediorum vitreorum est oecosystematis immaturitas et praesens carentia capacitatis productionis magnae scalae. Cum oecosystematis maturescit et facultates productionis meliores fiunt, technologiae vitreae in involucris semiconductorum ulterius incrementum et adoptionem videre possunt.
Quod ad technologiam involucrorum tridimensionalium attinet, nexus hybridus Cu-Cu sine protuberantiis (bump-less) inter praecipuas technologias innovativas evadit. Haec ars provecta nexus permanentes efficit per combinationem materiarum dielectricarum (ut SiO2) cum metallis inclusis (Cu). Nexus hybridus Cu-Cu spatia infra 10 micron consequi potest, typice in ambitu micron unius digiti, quod meliorationem significantem prae technologia traditionali micro-protuberantiarum repraesentat, quae spatia protuberantiarum circiter 40-50 micron habet. Commoda nexus hybridi includunt auctum I/O, auctum latitudinis frequentiae, emendatum stratum verticalem tridimensionalem, meliorem efficientiam potentiae, et reductionem effectuum parasiticorum necnon resistentiae thermalis propter absentiam impletionis fundi. Attamen, haec technologia difficilis est ad fabricandum et maiores sumptus habet.
Technologiae involucri 2.5D et 3D varias artes involucri comprehendunt. In involucris 2.5D, secundum electionem materiarum stratorum intermediorum, in strata intermedia siliconica, organica, et vitrea dividi possunt, ut in figura supra demonstratur. In involucris 3D, progressus technologiae micro-bump dimensiones spatii reducere intendit, sed hodie, per usum technologiae hybridae nexus (methodi nexus directi Cu-Cu), dimensiones spatii unius digiti obtineri possunt, progressum magnum in hoc campo significantes.
**Inclinationes Technologicae Claves Observandae:**
1. **Maiores Areae Stratorum Intermediorum:** IDTechEx antea praedixit, propter difficultatem stratorum intermediorum silicii limitem magnitudinis reticuli 3x excedentium, solutiones pontis silicii 2.5D mox strata intermedia silicii substituturas esse ut electio primaria ad microplagas HPC involvendas. TSMC est praebitor magnus stratorum intermediorum silicii 2.5D pro NVIDIA et aliis praestantibus fabricatoribus HPC sicut Google et Amazon, et societas nuper productionem magnam primae generationis CoWoS_L cum magnitudine reticuli 3.5x nuntiavit. IDTechEx exspectat hanc inclinationem continuaturam esse, cum progressibus ulterioribus in relatione sua actores maiores tractatis.
2. **Involucrum in Gradu Tabulae:** Involucrum in gradu tabulae magnum momentum attinet, ut in Exhibitione Internationali Semiconductorum Taiwanensi anno 2024 illustratum est. Haec methodus involucri usum maiorum stratorum intermediorum permittit et adiuvat ad sumptus reducendos per productionem plurium involucrorum simul. Quamvis potentia sua habeat, difficultates ut administratio deformationis adhuc tractandae sunt. Crescens eius eminentia ostendit crescentem postulationem stratorum intermediorum maiorum et magis sumptu-efficacium.
3. **Strata Intermedia Vitrea:** Vitrum emergit ut materia candidata valida ad fila subtilia efficienda, comparabilia silicio, cum commodis additis ut CTE adaptabilis et maior firmitas. Strata intermedia vitrea etiam congruunt cum involucris in gradu tabulae, offerentes potentiam filorum densitatis altae sumptibus tractabilioribus, reddentes id solutionem promittentem pro futuris technologiis involucrorum.
4. **Coniunctio Hybrida HBM:** Coniunctio hybrida tridimensionalis cupri-cupri (Cu-Cu) est technologia clavis ad interconnexiones verticales subtilissimas inter fragmenta efficiendas. Haec technologia in variis productis servorum summae qualitatis adhibita est, inter quas AMD EPYC pro SRAM et CPU congestis, necnon series MI300 ad congestionem fragmentorum CPU/GPU in diebus I/O. Coniunctio hybrida munus cruciale in futuris progressibus HBM actura exspectatur, praesertim pro congestis DRAM stratis 16-Hi vel 20-Hi excedentibus.
5. **Instrumenta Optica Co-Involucrata (CPO):** Crescente postulatione maioris transmissionis datorum et efficientiae potentiae, technologia interconnexionis opticae magnam attentionem attraxit. Instrumenta optica co-involucrata (CPO) fiunt solutio clavis ad augendam latitudinem transmissionis I/O et ad minuendam consumptionem energiae. Comparata cum transmissione electrica traditionali, communicatio optica plura commoda offert, inter quae sunt attenuatio signi inferior per longas distantias, sensibilitas diaphoniae imminuta, et latitudo transmissionis significanter aucta. Haec commoda CPO faciunt electionem idealem pro systematibus HPC datis intensivis et energiae efficacibus.
**Mercatus Claves Observandi:**
Mercatus primarius qui progressionem technologiarum involucrorum 2.5D et 3D impellit sine dubio est sector computationis altae perfunctionis (HPC). Hae rationes involucrorum provectae necessariae sunt ad superandas limitationes Legis Moore, permittendo plures transistores, memoriam, et interconnexiones intra unum involucrum. Decompositio laminis etiam permittit optimam usum nodorum processus inter diversos blocos functionales, ut separationem blocorum I/O a blocis processus, efficientiam ulterius augens.
Praeter computationem altae perfunctionis (HPC), alia quoque mercatus incrementum per adoptionem technologiarum involucrorum provectarum consequi exspectantur. In sectoribus 5G et 6G, innovationes, ut antennae involucrorum et solutiones microplagularum novissimae, futurum architecturarum retium accessus sine filo (RAN) formabunt. Vehicula autonoma etiam proderunt, cum hae technologiae integrationem sensorum serierum et unitatum computatoriarum ad magnas quantitates datorum tractandas sustineant, dum salutem, firmitatem, compactionem, administrationem potentiae et thermalis, et efficaciam sumptuum praestant.
Instrumenta electronica ad usum domesticum destinata (inter quae telephona gestabilia, horologia gestabilia, instrumenta AR/VR, computatra personalia, et stationes laboris) magis magisque intenduntur ad plura data in spatiis minoribus tractanda, quamquam maior cura de pretio ponitur. Involucra semiconductorum provecta partes magnas in hac inclinatione agent, quamvis modi involucrorum ab iis qui in HPC adhibentur differre possint.
Tempus publicationis: VII Oct. MMXXIV