TSMC định nghĩa lại Foundry để kích hoạt các sản phẩm thế hệ tiếp theo - Semiwiki

TSMC xác định lại Foundry để kích hoạt các sản phẩm thế hệ tiếp theo

Trong nhiều năm, chip nguyên khối đã xác định sự đổi mới của chất bán dẫn. Bộ vi xử lý mới đã xác định thị trường mới, cũng như bộ xử lý đồ họa mới và chip điện thoại di động. Mục tiêu là đến được nút tiếp theo và khi xưởng đúc vận chuyển, chiến thắng của bộ phận đang hoạt động đã được tuyên bố. Như chúng ta biết, điều này đang thay đổi. Đổi mới chất bán dẫn hiện được thúc đẩy bởi một tập hợp các chip được tích hợp chặt chẽ với các phương pháp đóng gói mới, tất cả đều chạy phần mềm rất phức tạp. Ý nghĩa của những thay đổi này là đáng kể. Kỹ năng kỹ thuật chuyên sâu, đầu tư vào cơ sở hạ tầng và hợp tác hệ sinh thái đều cần thiết. Nhưng làm thế nào để tất cả những điều này kết hợp lại với nhau để tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát minh ra Điều vĩ đại tiếp theo? Hãy xem cách TSMC định nghĩa lại đúc để kích hoạt các sản phẩm thế hệ tiếp theo.

Xưởng đúc là gì?

Phạm vi truyền thống của một xưởng đúc là chế tạo wafer, thử nghiệm, đóng gói và phân phối một con chip nguyên khối đang hoạt động với số lượng lớn. Các công nghệ hỗ trợ bao gồm một nhà máy để triển khai nút quy trình, PDK, IP được xác thực và quy trình thiết kế EDA. Được trang bị những khả năng này, các sản phẩm mới được trang bị chip nguyên khối mới. Tất cả điều này hoạt động khá tốt trong nhiều thập kỷ. Nhưng giờ đây, sự phức tạp của kiến trúc sản phẩm mới, được khuếch đại bởi một ngăn xếp phần mềm thường cho phép các khả năng của AI, đòi hỏi nhiều hơn là một con chip nguyên khối đơn lẻ. Có nhiều lý do cho sự thay đổi này từ các giải pháp chip nguyên khối và kết quả là sự gia tăng đáng kể trong các giải pháp nhiều khuôn.

Người ta đã viết nhiều về sự thay đổi này trong mô hình đổi mới mà nó cho phép. Vì lợi ích của thời gian, tôi sẽ không mở rộng về điều đó ở đây. Có nhiều nguồn thông tin lý giải nguyên nhân của sự dịch chuyển này. Đây là một bản tóm tắt tốt về những gì đang xảy ra.

Điểm mấu chốt của tất cả những điều này là định nghĩa về đổi mới sản phẩm đã thay đổi đáng kể. Trong nhiều thập kỷ, xưởng đúc đã cung cấp công nghệ cần thiết để thúc đẩy sự đổi mới – một con chip mới trong một quy trình mới. Các yêu cầu ngày nay phức tạp hơn nhiều và bao gồm nhiều chip (hoặc bộ ba) cung cấp các phần khác nhau của chức năng hệ thống mới. Các thiết bị này thường tăng tốc các thuật toán AI. Một số đang cảm nhận môi trường hoặc thực hiện xử lý tín hiệu hỗn hợp hoặc giao tiếp với đám mây. Và những người khác đang cung cấp các mảng lưu trữ cục bộ, đồ sộ.

Tất cả khả năng này phải được phân phối trong một gói dày đặc để phù hợp với yếu tố hình thức, mức tiêu thụ năng lượng, hiệu suất và độ trễ cần thiết của các sản phẩm mới đang thay đổi thế giới. Câu hỏi đặt ra ở đây là những gì đã trở thành của xưởng đúc? Việc cung cấp công nghệ hỗ trợ cho tất cả sự đổi mới này đòi hỏi nhiều hơn so với trước đây. Xưởng đúc hiện có trở thành một phần của chuỗi giá trị phức tạp hơn hay có một cách dễ dự đoán hơn? Một số tổ chức đang đẩy mạnh. Hãy xem cách TSMC xác định lại xưởng đúc để kích hoạt các sản phẩm thế hệ tiếp theo.

Các công nghệ kích hoạt cho các sản phẩm thế hệ tiếp theo

Có những vật liệu mới và phương pháp sản xuất mới cần thiết để mang lại sự tích hợp dày đặc cần thiết để kích hoạt các sản phẩm thế hệ tiếp theo. TSMC đã phát triển đầy đủ các công nghệ này, được phân phối trong một gói tích hợp có tên là TSMC 3DFabric™.

Việc xếp chồng chip được thực hiện bằng một quy trình ngoại vi có tên là TSMC-SoIC™ (Hệ thống trên các chip tích hợp). Cả hai khả năng Chip on Wafer (CoW) và Wafer on Wafer (WoW) đều khả dụng. Chuyển sang đóng gói nâng cao back-end, có hai công nghệ có sẵn. InFO (Quạt ra tích hợp) là phương pháp ưu tiên chip cung cấp khả năng kết nối lớp phân phối lại (RDL), tùy chọn với kết nối silicon cục bộ. CoWoS® (Chip on wafer on Substrate) là phương pháp tiếp cận chip cuối cùng cung cấp bộ xen kẽ silicon hoặc bộ xen kẽ RDL với kết nối silicon cục bộ tùy chọn.

Tất cả khả năng này được cung cấp trong một gói hợp nhất. TSMC rõ ràng đang mở rộng ý nghĩa của xưởng đúc. Phối hợp với các nhà cung cấp IP, chất nền và bộ nhớ, TSMC cũng cung cấp dịch vụ chìa khóa trao tay tích hợp để hỗ trợ kỹ thuật và hậu cần từ đầu đến cuối cho bao bì tiên tiến. Sự gắn kết hệ sinh thái là một thành phần quan trọng để thành công. Tất cả các nhà cung cấp phải hợp tác hiệu quả để đưa Next Big Thing vào cuộc sống. TSMC có lịch sử xây dựng các hệ sinh thái mạnh mẽ để thực hiện điều này.

Trước đó, tôi đã đề cập đến việc đầu tư vào cơ sở hạ tầng. TSMC lại dẫn đầu với một xưởng đóng gói thông minh. Khả năng này giúp sử dụng rộng rãi AI, robot và phân tích dữ liệu lớn. Bao bì từng là một suy nghĩ lại trong quá trình đúc. Bây giờ nó là một trung tâm của sự đổi mới, tiếp tục mở rộng ý nghĩa của đúc.

Hướng tới giải pháp hoàn chỉnh

Tất cả các khả năng được thảo luận cho đến nay đưa chúng ta đến khá gần với một mô hình đổi mới được tích hợp đầy đủ, một mô hình thực sự mở rộng những gì một xưởng đúc có thể cung cấp. Nhưng còn một mảnh nữa cần thiết để hoàn thành bức tranh. Công nghệ tích hợp tốt, đáng tin cậy là một yếu tố quan trọng để đổi mới thành công, nhưng dặm cuối đối với quá trình này là luồng thiết kế. Bạn cần có khả năng xác định những công nghệ bạn sẽ sử dụng, cách chúng sẽ được lắp ráp, sau đó xây dựng và xác minh mô hình hệ thống bán dẫn của bạn cũng như xác minh nó sẽ hoạt động trước khi xây dựng.

Hoàn thành điều này yêu cầu sử dụng các công cụ từ một số nhà cung cấp, cùng với IP và các mô hình vật liệu từ nhiều nhà cung cấp khác. Tất cả cần phải hoạt động theo một cách thống nhất, có thể dự đoán được. Đối với trường hợp thiết kế đa chip tiên tiến, có nhiều mục khác cần giải quyết. Việc lựa chọn các khuôn chủ động và bị động, cách chúng được kết nối, theo cả chiều ngang (2.5D) và chiều dọc (3D) và cách tất cả chúng sẽ giao tiếp với nhau chỉ là một vài trong số các mục mới cần xem xét.

tôi đã rất ấn tượng khi thấy Thông báo của TSMC tại Diễn đàn Hệ sinh thái OIP gần đây để giải quyết vấn đề dặm cuối cùng này. Nếu bạn có vài phút, hãy xem phần trình bày của Jim Chang. Đó là mở rộng tầm mắt.

[Nhúng nội dung]

Nhiệm vụ đã nêu cho công việc này là:

Tìm một cách để mô đun hóa các công cụ thiết kế và EDA để làm cho quy trình thiết kế 3DIC trở nên đơn giản và hiệu quả hơn
Đảm bảo tiêu chuẩn hóa Các công cụ EDA và quy trình thiết kế tuân thủ công nghệ 3DFabric của TSMC

Với bối cảnh này, TSMC đã giới thiệu Tiêu chuẩn 3Dblox™. Tiêu chuẩn này thực hiện một ngôn ngữ cung cấp một cách nhất quán chỉ định tất cả các yêu cầu đối với thiết kế 2.5/3D. Đây là một dự án đầy tham vọng thống nhất tất cả các khía cạnh của đặc tả thiết kế 2.5/3D, như thể hiện trong hình.

Nhờ hệ sinh thái OIP mở rộng của TSMC, tất cả các nhà cung cấp EDA chính đều hỗ trợ ngôn ngữ 3Dblox, giúp có thể thực hiện thiết kế sản phẩm theo cách thống nhất, độc lập với một luồng công cụ cụ thể.

Khả năng này liên kết tất cả lại với nhau cho nhà thiết kế sản phẩm. Điều vĩ đại tiếp theo giờ đã nằm trong tầm tay, vì TSMC định nghĩa lại đúc để kích hoạt các sản phẩm thế hệ tiếp theo.