Pouzdření v roce 2023 dle TSMC: 3400 mm čtverečných a 12x HBM

Společnost TSMC na svém sympoziu ukázala nové výrobní procesy a také souhrnnou technologii 3DFabric, do níž bude patřit i CoWoS-S. Zkratka CoWoS značí Chip on Wafer on Substrate, čili jde o využití křemíkového interposeru mezi samotnými čipy a substrátovou destičkou, jaké známe například z grafických čipů AMD Vega. Dnes se přitom interposery využívají především pro propojení monolitického čipu s paměťmi typu HBM, které vyžadují 1024 datových spojů na pouhé jedno pouzdro. Takový počet tak moc nahuštěných spojů by běžné PCB nabídnout nemohlo, natož pak třeba 4096 spojů pro čtyři pouzdra. 

 

Lze počítat s tím, že technologie jako CoWoS dále umožní zvýšit plochu a propojovat nejen výkonné čipy s jejich paměťmi, ale i více takových čipů mezi sebou. Například v případě Intelu už je to realita alespoň v jeho laboratořích, stačí se podívat na jeho řadu grafických čipů Xe-HP. Ty tvoří až čtyři GPU "dlaždice".

 

 

V souvislosti s čipy se často zmiňuje tzv. reticle limit, čili omezení ve velikosti fotomasky, a tím i výsledného čipu. To by se v případě monolitů tvořených moderními technologiemi TSMC mělo pohybovat někde pod 1000 mm², což do budoucna vzhledem k orientaci na výrobu menších čipů skládaných vedle sebe nemusí být problém. Interposer ale je v podstatě také křemíkový čip, a tak TSMC vymýšlí, jak se zbavit daného omezení a tvořit obrovské interposery, které umožní hostit velké čipy plus řadu pouzder s paměťmi HBM. 

 

A jak je z obrázku patrné, během příštího roku by někdejší omezení z roku 2011 mělo být zvýšeno na trojnásobek, což umožní využít vedle GPU, FPGA, ASIC či jiného čipu i 8 pouzder s paměťmi HBM, což automaticky znamená i 8192bitové rozhraní a o dva roky později to bude i 12 HBM s těžko představitelným 12288bitovým rozhraním, a to se čtyřnásobně velikým interposerem. A pokud vycházíme z toho, že reticle limit pro 193nm fotolitografii je cca 850 mm², uvažovat můžeme právě až o 3400 mm².

 

Kdyby to bylo možné už dnes s využitím pamětí Samsung Flashbolt, které nabízí 3,2 GT/s na pin, připojený čip nebo čipy by si mohly užívat celkové propustnosti 4,915 TB/s. Ovšem v roce 2023 jistě budou k dispozici ještě výkonnější paměti a není vyloučeno, že s nimi by propustnost už atakovala 10 TB/s.