Компания Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC), крупнейший в мире контрактный производитель микросхем, изучает использование прямоугольных кремниевых пластин вместо традиционных круглых при производстве чипов. Это позволит увеличить количество чипов, размещаемых на одной пластине. Ранее TSMC считала это слишком сложной задачей, но растущие чуть ли не ежечасно потребности заказчиков на ИИ-чипы вынуждают оптимизировать производство.
Источник изображения: Cheng Ting-Fang/Nikkei Asia
Прямоугольная пластина размером 510 × 515 мм, которая сейчас проходит испытания, имеет полезную площадь более чем в 3 раза больше по сравнению с 300-мм круглыми подложками. Прямоугольная форма означает также меньшие потери площади по краям. Однако коммерциализация нового подхода может занять несколько лет, а TSMC и её поставщикам придётся модернизировать или даже заменить много производственного оборудования и материалов, сообщает Nikkei Asia.
Необходимость перехода на новый формат пластин продиктована тем, что современные высокопроизводительные чипы требуют всё больше кристаллов. За счёт пространственной компоновки под одной крышкой получается разместить очень много кристаллов. Например, с одной 300-мм пластины можно получить только 16 комплектов кристаллов для ускорителя флагманского Nvidia B200, и это при условии полного отсутствия брака.
Переход на новый формат потребует значительных усилий и инвестиций. В частности, необходима модификация систем нанесения фоторезиста, роботизированных манипуляторов и другого оборудования для работы с подложками разных форм. Полная коммерциализация технологии займёт не менее 5–10 лет.
Отметим, что TSMC не единственная компания, изучающая технологию производства чипов на прямоугольных панелях. Подобные разработки ведутся в Intel, Samsung, а также ряде других компаний отрасли. Однако TSMC является крупнейшим производителем передовых чипов для искусственного интеллекта и поэтому её шаги в этом направлении имеют особое значение.
Также для развития полупроводниковой отрасли очень важны технологии упаковки чипов. В частности, для чипов искусственного интеллекта, таких как Nvidia H200 и B200, недостаточно использования передовых техпроцессов, также нужна технология упаковки CoWoS от TSMC для объединения нескольких кристаллов, а также памяти HBM. Например, для Nvidia B200 технология CoWoS позволяет объединить два графических процессора Blackwell и соединить их с восемью стеками памяти HBM, обеспечивая повышенную производительность вычислений.
«Тенденция очевидна. Размер пакета будет только увеличиваться по мере того, как производители чипов будут "выжимать" больше вычислительной мощности из чипов, используемых для вычислений в центрах обработки данных с искусственным интеллектом», — сказал в интервью Nikkei Asia один из руководителей отрасли.