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台积电巨型芯片计划

半导体封装技术发展 - 台积电正在扩大芯片封装技术规模,新一代CoWoS技术可组装比目前大得多的多芯片处理器,应用于AMD Instinct MI300X和Nvidia B200 GPU等产品 [2] - 当前CoWoS解决方案可容纳面积达2,831平方毫米的中介层,是标准光掩模版面积(830-858平方毫米)的3倍多 [2] - 为应对AI和高性能计算需求增长,台积电开发CoWoS-L技术,支持4,719平方毫米中介层(光罩极限5.5倍),基板尺寸100×100毫米,可容纳12个高带宽存储器堆栈 [4] - 未来计划推出7,885平方毫米中介层(光罩极限9.5倍),基板尺寸120×150毫米,可容纳4个3D堆叠芯片系统、12个HBM4内存堆栈和多个I/O芯片 [6] 晶圆级系统技术 - 台积电提供SoW-X技术可将整块晶圆集成到单个芯片,目前被Cerebras和特斯拉等公司用于专用AI处理器 [9] - 晶圆级集成面临巨大工程挑战,大型多芯片组件需要数千瓦功率,远超传统服务器设计承受能力 [9] - 公司将先进电源管理电路直接集成到芯片封装,利用N16 FinFET技术嵌入电源管理IC和晶圆上电感器,实现高效电源传输 [11] - 该方法降低电阻提高电源完整性,实现动态电压调节和快速响应工作负载变化,嵌入式深沟槽电容器稳定电气性能 [13] 技术挑战与解决方案 - 更大尺寸芯片封装面临基板物理尺寸挑战,100×100毫米和120×150毫米尺寸可能突破现有模块标准(OAM 2.0)极限 [15] - 热管理是关键挑战,硬件制造商探索直接液冷和浸没式冷却技术以应对芯片高功耗 [19] - 台积电与合作伙伴开发数据中心浸入式冷却解决方案,显著降低能耗并稳定芯片温度 [19] - 系统级共同优化趋势明显,电力输送、封装和硅设计被视为相互关联元素 [15]