要約:
サムスンとクアルコムは、半導体分野での協力範囲をさらに拡大しています。両社は、次世代の高性能コンピューティングおよび人工知能チップ向けに、より高密度で高速なチップ相互接続ソリューションを提供することを目的として、2.1D の高度なパッケージング技術に関してすでに協力しています。この協力は、サムスンが自社の高度なパッケージング技術システムをさらに改善し、AIチップパッケージング市場で競争するための重要なステップともみなされている。
生成 AI とハイ パフォーマンス コンピューティングの発展に伴い、1 つのチップで処理する必要があるデータ量は増加し続けており、従来のパッケージング方法ではチップ間の高速かつ大規模なデータ転送のニーズを満たすことがますます困難になっています。特に、AI アクセラレータは通常、コンピューティング チップと高帯域幅メモリおよびその他の機能チップを同じパッケージに統合する必要があります。したがって、高度なパッケージングは AI チップのパフォーマンスに影響を与える重要な要素となっています。
現在業界で最も主流のハイエンド ソリューションの 1 つは 2.5D パッケージングです。このアプローチは通常、シリコン インターポーザーを介して複数のチップを接続し、チップ間の非常に高密度の信号相互接続を可能にします。しかし、シリコンインターポーザ自体のコストは比較的高く、パッケージサイズが拡大し続けるにつれて、その製造の困難さと降伏圧力はさらに増加すると考えられます。
2.1D パッケージングは、パフォーマンスとコストの間の新しいバランスを達成しようとします。その中心的な特徴は、従来のシリコン インターポーザーに依存せず、高度なパッケージング基板上の高密度の細線を使用してさまざまなチップを直接接続することです。サムスンが最近実証した 2.1D パッケージ基板は、このアイデアを使用して、シリコン インターポーザーを使用せずに、より細い線とより高密度の接続構造を通じて高性能チップ相互接続を実現します。
AI アクセラレータにとって、このソリューションには一定の魅力があります。 AI チップは多くの場合、コンピューティング チップ、HBM などの高性能メモリ、および他のチップ間で大量のデータを送信する必要があります。パッケージ内の相互接続速度と帯域幅は、システム全体のパフォーマンスに直接影響します。十分に高い相互接続密度を維持しながら、2.1D テクノロジーによってインターポーザーのコストを削減できれば、一部の AI およびハイパフォーマンス コンピューティング製品の代替となる可能性があります。
Samsung は現在、2.1D および 2.5D パッケージング テクノロジのレイアウトを積極的に拡張しています。 Samsung Electro-Mechanics は最近、AI アクセラレータ用の 2.5D および 2.1D パッケージ基板を実証しました。 2.5D ソリューションは、大型高層基板の反りの問題を解決し、高速信号伝送と高密度接続機能を向上させることに重点を置いています。 2.1D ソリューションは、細線と高密度接続技術を使用して、シリコン インターポーザーを使用せずにチップ間の直接接続を実現することに重点を置いています。
これは、Samsung がウェーハ製造、メモリから高度なパッケージ基板に至るまで、AI チップ ソリューションの完全なセットを確立しようとしていることを示しています。サムスン電子は現在、EDA、IP、DSP、パッケージングおよびテスト企業と協力して、マルチチップ統合のためのチップ設計からパッケージングおよびテストまでの完全な技術システムを提供するマルチダイインテグレーションアライアンスを設立した。
Samsung の利点は、単なるファウンドリ企業ではなく、世界をリードするメモリ ビジネスと高度なパッケージング能力を備えていることです。 AI アクセラレータは HBM への依存度を高めており、サムスンはロジック チップを製造するだけでなく、HBM や高度なパッケージングも提供できるため、理論的にはより完全なサプライ チェーン ソリューションを顧客に提供できます。
クアルコムは、高性能モバイル SoC やその他のコンピューティング プラットフォームのチップ設計において豊富な経験を持っています。両者はこれまで長期的な協力関係を維持しており、クアルコムのSnapdragonチップもサムスンのファウンドリ技術を利用して製造された。近年、両社はモバイルチップ、ギャラクシーデバイス、人工知能の分野での協力をさらに拡大している。
この協力範囲の 2.1D アドバンスト パッケージングへのさらなる拡大は、クアルコムがパッケージング基板とアドバンスト パッケージングにおける Samsung の技術力を利用して、将来的にはより複雑なマルチチップ統合ソリューションを模索できることも意味します。
クアルコムにとって、高度なパッケージングの重要性も高まっています。携帯電話、PC、エッジ AI デバイスで大規模な AI モデルが実行されるようになるにつれて、単一の SoC にはますます多くのコンピューティング ユニット、キャッシュ、NPU、高速ストレージ リソースを統合する必要があります。チップレットと高度なパッケージング技術を通じて複数のチップを結合すると、パフォーマンスを向上させるために単一チップのサイズ拡大のみに依存し続けることを回避できます。
この変化は、半導体業界全体の発展傾向とも一致しています。高度な製造プロセスが物理的限界に近づき続けるにつれ、トランジスタのサイズを縮小し続けることによるコストとパフォーマンスの利点は徐々に減少しています。したがって、業界は、システムレベルの統合を通じてパフォーマンスの向上を達成するために、チップレット、2.5D、3D パッケージング、高帯域幅メモリなどのテクノロジーにさらに依存し始めています。
サムスンは現在、2.1D および 2.5D 分野への投資を増やしているだけでなく、ガラス基板技術も進歩させています。ガラスは、従来の有機材料基板よりも優れた剛性と寸法安定性を提供し、信号伝送、電力整合性、熱放散などのパフォーマンスを向上させる可能性があります。 AIチップの実装サイズが拡大し続ける中、ガラス基板は次世代の大型先端実装技術の重要な技術の1つと考えられています。
同時に、サムスンは X-Cube やその他のソリューションを含む 3D パッケージング技術も開発しています。チップを垂直に積層することにより、チップ間のデータ伝送距離をさらに短縮し、単位面積当たりの配線密度を大幅に高めることができます。 AI およびハイパフォーマンス コンピューティングの場合、この種の技術は将来、2.1D および 2.5D パッケージングとともにサムスンの完全な高度なパッケージング技術ポートフォリオを形成する可能性があります。
Samsung と Qualcomm 間のこの 2.1D パッケージング協力の重要性は、新しいパッケージング形式を開始することだけではありません。さらに重要なのは、両社がポスト ムーア時代のチップ統合方法を共同で模索していることです。将来の高性能チップは、もはやサイズが増大する単一チップではなく、CPU、GPU、NPU、キャッシュ、HBM、その他の専用コアで構成される高度に統合されたコンピューティング システムになる可能性があります。
このプロセスでは、パッケージング基板の重要性がますますチップ自体に近づいていきます。チップ間で通信できる帯域幅、安定した信号品質を維持できるか、パッケージ サイズをどれだけ大きくできるか、パッケージ全体の製造コストと歩留まりが、AI チップの最終的な市場競争力を直接決定する可能性があります。
Samsung と Qualcomm 間のこの協力により、Samsung は TSMC の高度なパッケージング システムと競争するさらなる機会を得ることができます。現在、AIチップ市場はCoWoSなどの技術に基づく2.5D先進パッケージングを主に採用しており、サムスンは2.1D、2.5D、3D、ガラス基板など複数の技術ルートを通じて独自の代替案を確立している。
2.1D テクノロジーが、高価なシリコン インターポーザーへの依存を軽減しながら、実際の製品で十分に高い相互接続密度と帯域幅を達成できれば、将来の AI アクセラレータ、データセンター プロセッサ、その他の高性能チップにとって重要なパッケージング オプションになることが期待されます。サムスンとクアルコムのこの協力は、両当事者がAIインフラ市場にさらに参入するための重要な技術基盤となる可能性もある。
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