Az Egyesült Államok történetének legnagyobb külföldi befektetéseként a Taiwan Semiconductor Manufacturing Company 100 milliárd dolláros befektetést mutatott be, amely globális figyelmet keltett és aggodalmat keltett Tajvanon.
A TSMC, amely a világ fejlett félvezető chipjeinek több mint 90% -át gyártja, amelyek az okostelefonoktól és a mesterséges intelligencia (AI) alkalmazásoktól a fegyverekig mindent táplálnak, két új, fejlett csomagolóüzemet épít többek között Arizonában.
Itt van minden, amit tudnia kell a fejlett csomagolási technológiáról, amely exponenciálisan nőtt a kereslet a globális mesterséges intelligencia őrülettel együtt, és mit jelent ez az Egyesült Államok és Kína közötti harcban a mesterséges intelligencia dominanciájáért.
Míg a két ország ideiglenes fegyverszünetet jelentett be, amely 90 napra visszavonta a zavaró három számjegyű vámokat, a kapcsolat továbbra is feszült az Egyesült Államok által bevezetett chipkorlátozások és egyéb kérdések miatt.
Mi az a fejlett csomagolás?
A múlt hónapban a Computex-en, egy tajpeji éves szakkiállításon, amely a mesterséges intelligencia fellendülése miatt reflektorfénybe került, az Nvidia chipgyártó vezérigazgatója, Jensen Huang azt mondta az újságíróknak, hogy „a fejlett csomagolás fontossága a mesterséges intelligencia számára nagyon magas”, kijelentve, hogy „senki sem erőltette erősebben a fejlett csomagolást, mint én”.
A csomagolás általában a félvezető chipek egyik gyártási folyamatára utal, ami azt jelenti, hogy egy chipet egy védőburkolatba zárnak, és az elektronikus eszközbe kerülő alaplapra szerelik.
A fejlett csomagolás konkrétan olyan technikákra utal, amelyek lehetővé teszik több chip – például grafikus feldolgozó egységek (GPU), központi feldolgozó egységek (CPU) vagy nagy sávszélességű memória (HBM) – közelebb helyezését egymáshoz, ami jobb általános teljesítményt, gyorsabb adatátvitelt és alacsonyabb energiafogyasztást eredményez.
Gondoljon ezekre a chipekre, mint a vállalat különböző részlegeire. Minél közelebb vannak egymáshoz ezek a részlegek, annál könnyebb és kevesebb időbe telik, ha az emberek közlekednek és eszmét cserélnek, és annál hatékonyabbá válik a működés.
„Megpróbálja a chipeket a lehető legközelebb egymáshoz helyezni, és különböző megoldásokat is beépít, hogy a chipek közötti kapcsolat nagyon egyszerű legyen” – mondta Dan Nystedt, az ázsiai székhelyű TrioOrient magánbefektetési cég alelnöke a CNN-nek.
Bizonyos értelemben a fejlett csomagolás a felszínen tartja a Moore-törvényt, azt az elképzelést, hogy a mikrochipeken lévő tranzisztorok száma kétévente megduplázódik, mivel a chipgyártási folyamat áttörése egyre költségesebbé és nehezebbé válik.
Bár sokféle fejlett csomagolási technológia létezik, a CoWoS, a Chips-on-Wafer-on-Substrate rövidítése, és amelyet a TSMC talált ki, vitathatatlanul a legismertebb, amely az OpenAI ChatGPT-jének debütálása óta reflektorfénybe került, ami kiváltotta az AI-őrületet.
Még Tajvanon is ismertté vált, ami arra késztette Lisa Su-t, az Advanced Micro Devices (AMD) vezérigazgatóját, hogy azt mondja, hogy a sziget „az egyetlen hely, ahol CoWoS-t mondhatunk, és mindenki megértené”.
Miért olyan fontos a fejlett csomagolás?
A fejlett csomagolás nagy dologgá vált a technológiai világban, mert biztosítja, hogy a sok összetett számítást igénylő AI-alkalmazások késedelem és hiba nélkül fussanak.
A CoWoS nélkülözhetetlen az AI processzorok, például az Nvidia és az AMD által gyártott GPU-k előállításához, amelyeket AI-szerverekben vagy adatközpontokban használnak.
„Ha akarod, nevezheted Nvidia csomagolási folyamatnak. Szinte bárki, aki mesterséges intelligencia chipeket készít, a CoWoS folyamatot használja” – mondta Nystedt.
Ezért nőtt az egekbe a CoWoS technológia iránti kereslet. Ennek eredményeként a TSMC a termelési kapacitás növelésére törekszik.
Januári tajvani látogatása során Huang újságíróknak elmondta, hogy a jelenleg rendelkezésre álló fejlett csomagolási kapacitás „valószínűleg négyszerese” a kevesebb mint két évvel ezelőttinek.
„A csomagolás technológiája nagyon fontos a számítástechnika jövője szempontjából” – mondta. „Most nagyon bonyolult fejlett csomagolásra van szükségünk, hogy sok chipet egyetlen óriási chipbe rakjunk össze.”
Mi haszna van ebből az Egyesült Államoknak?
Ha a chipgyártás szempontjából a fejlett gyártás a kirakós egyik darabja, akkor a fejlett csomagolás egy másik.
Elemzők szerint a kirakós játék mindkét darabja Arizonában azt jelenti, hogy az Egyesült Államoknak „egyablakos ügyintézése” lesz a chipgyártáshoz, és megerősített pozíciója lesz az AI arzenáljában, ami az Apple, az Nvidia, az AMD, a Qualcomm és a Broadcom, a TSMC néhány vezető ügyfele javát szolgálja.
„Biztosítja, hogy az Egyesült Államok teljes ellátási lánccal rendelkezzen a fejlett gyártástól a fejlett csomagolásig, ami előnyös lenne az Egyesült Államok versenyképessége az AI chipek terén” – mondta Eric Chen, a Digitimes Research piackutató cég elemzője a CNN-nek.
Mivel a mesterséges intelligencia szempontjából kulcsfontosságú fejlett csomagolási technológiákat jelenleg csak Tajvanon állítják elő, az arizonai jelenléte csökkenti az ellátási lánc potenciális kockázatait is.
„Ahelyett, hogy minden tojás egy kosárban lenne, a CoWoS Tajvanon és az Egyesült Államokban is lenne, és ez nagyobb biztonságban érzi magát” – mondta Nystedt.
Hogyan találták fel a CoWoS-t?
Bár a CoWoS nemrégiben kapta meg a pillanatot, a technológia valójában legalább 15 éve létezik.
Ez egy Chiang Shang-yi által vezetett mérnökcsapat ötlete volt, aki két munkát töltött a TSMC-nél, és társ-vezérigazgatóként vonult nyugdíjba a cégtől.
Chiang először 2009-ben javasolta a technológia kifejlesztését, hogy több tranzisztort illesszen be a chipekbe, és megoldja a teljesítmény szűk keresztmetszeteit.
De amikor kifejlesztették, kevés vállalat vette át a technológiát a hozzá kapcsolódó magas költségek miatt.
„Csak egy ügyfelem volt… Tényleg vicc lettem (a társaságban), és akkora nyomás nehezedett rám” – emlékezett vissza egy 2022-es szóbeli történelem projektben, amelyet a kaliforniai Mountain View-i Computer History Museum számára rögzítettek.
De a mesterséges intelligencia fellendülése megfordította a CoWoS-t, így az egyik legnépszerűbb technológia lett. „Az eredmény meghaladta az eredeti várakozásainkat” – mondta Chiang.
A globális félvezető-ellátási láncban a csomagolási és tesztelési szolgáltatásokra szakosodott vállalatokat kiszervezett félvezető-összeszerelő és -tesztelő (OSAT) cégeknek nevezik.
A TSMC mellett a dél-koreai Samsung és az amerikai Intel, valamint az OSAT cégek, köztük a kínai JCET Group, az amerikai Amkor és a tajvani ASE Group és a SPIL mind kulcsszereplők a fejlett csomagolási technológiákban.
***
