異質整合技術突圍登場 打開AI高效運算的新大門

Silicon photonics(圖取自canva)

在AI快速成長的時代,雲端服務與人工智慧運算的連接需求節節攀升。隨著摩爾定律的增速放緩,單一半導體技術已難以支撐日益高漲的資料傳輸需求。這一現實正推動「異質整合」(Heterogeneous Integration, HI)成為突破頻寬瓶頸的關鍵技術。

目前,全球OSAT(委外半導體封裝與測試)業者不僅肩負先進製程晶片的封裝任務,也積極因應新興技術的興起,例如矽光子(Silicon Photonics)與共同封裝光學(Co-Packaged Optics)。其中,封測龍頭日月光(ASE)便推出了專為AI設計的矽光子封裝平台,旨在提供高效能、低能耗的創新解決方案,加速AI系統的發展。

封裝升級助AI脫困 異質整合成技術焦點

AI運算訓練過程高度依賴三大要素:資料蒐集、資料連接,以及透過高效能運算平台進行訓練與推論。在這樣的架構下,系統所需的資料傳輸速率與封裝效率也隨之升高,推動封裝技術不斷升級。

其中,2.5D封裝技術利用矽中介層搭配再分佈層(RDL)將多顆晶粒相互連接,其線寬與線距可達0.5μm,是高頻寬、高密度應用的理想選擇。

另一方案為FOCoS(Fan-Out Chip-on-Substrate),藉由扇出型RDL整合多顆晶片,提供2μm至10μm的線寬線距,實現效能與成本之間的平衡。而進階的FOCoS-Bridge技術則在高速傳輸區域導入矽橋接結構,提升邏輯與記憶體晶片之間的資料交換效率,同時在其他區域採用扇出式RDL,提供靈活封裝設計。

這些異質整合封裝方案,不僅能提升晶片之間的傳輸速度與密度,更可有效降低整體功耗,是當前AI與高效能運算領域中不可或缺的技術支柱。

展望未來,隨著AI模型持續擴大、計算需求倍增,異質整合與先進封裝技術將持續進化,並成為推動整體半導體產業邁向新世代的重要引擎。(原文出處

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