台積電展示1000W功耗巨型CoWoS封裝技術效能飆漲40倍
如今的高階運算晶片越來越龐大,台積電也在想盡辦法應對,如今正在深入推進CoWoS封裝技術,號稱可以打造面積接近8000平方毫米、功耗1000W級別的巨型晶片,而性能可比標準處理器高出足足40倍。
目前,台積電CoWoS封裝晶片的中介層面積最大可以做到2831平方毫米,是台積電光罩尺寸極限的大約3.3倍-EUV極紫外光刻下的光罩最大可以做到858平方毫米,台積電用的是830平方毫米。
NVIDIA B200、AMD MI300X等晶片,用的都是這種封裝,將大型運算模組和多個HBM記憶體晶片整合在一起。

明年或稍後,台積電會推出下一代CoWoS-L封裝技術,中介層面積可以做到4719平方毫米,是光罩極限的大約5.5倍,同時需要10000平方毫米(100×100毫米)的大型基板。
它可以整合最多12顆HBM內存,包括下一代HBM4。
這還不算完,台積電還計劃進一步將中介層做到7885平方毫米,也就是光照極限的約9.5倍,並需要18000平方毫米的基板,從而封裝最多4顆計算晶片、12顆HBM內存,以及其他IP。
要知道,這已經超過一個標準的CD光碟盒(一般142×125毫米)了!
還是沒完,台積電仍在繼續研究SoW-X晶圓級封裝技術,目前只有Cerabras、特斯拉使用。

如此巨型晶片除了需要複雜的封裝技術,更會帶來高功耗、高發熱的挑戰,台積電預計能達到1000W等級。
為此,台積電計畫在CoWoS-L封裝內的RDL中介層上,直接整合一整顆電源管理IC,進而縮短供電距離,減少主動IC數量,降低寄生電阻,改善系統級供電效率。
這顆電源管理IC會使用台積電N16製程、TSV矽通孔技術製造。
散熱方面,直觸式液冷、浸沒式液冷,都是必須考慮的。
另外,OAM 2.0模組形態的尺寸為102×165毫米,100×100毫米基板已經接近極限,120×150毫米就超過了,因此需要業界同步製定新的OAM形態標準。

