Kısaca: Dünyanın önde gelen yarı iletken dökümhanesi TSMC, şöhretine güvenmiyor. Çip üreticisi, Kuzey Amerikalı müşterilere yönelik son sempozyumunda hem çip paketleme hem de son teknoloji optik ara bağlantı teknolojileri için iddialı yol haritalarını açıkladı. Bu gelişmeler önümüzdeki yıllarda bilgi işlem performansında büyük bir dalgayı açığa çıkarabilir.
TSMC’nin “CoWoS” (Chip-on-Wafer-on-Substrate) olarak adlandırdığı çip paketleme teknolojisinden başlayarak, bu aslında birden fazla küçük kalıbın tek bir pakette bir araya getirildiği tipik chiplet tasarımlarının geliştirilmiş bir versiyonudur. Ancak TSMC, bunu inanılmaz yeni ölçek ve karmaşıklık düzeylerine taşıyor.
Mevcut CoWoS yinelemesi, litografide kullanılan tipik bir fotomaskın boyutunun 3,3 katına kadar aracıları (silikon taban katmanı) destekler. Ancak 2026 yılına gelindiğinde, TSMC’nin “CoWoS_L” teknolojisi bunu yaklaşık 5,5 kat maske boyutuna çıkaracak ve daha büyük mantık çipleri ve 12 adede kadar HBM bellek yığını için yer bırakacak. Ve yalnızca bir yıl sonra 2027’de CoWoS, dudak uçuklatan 8x veya daha fazla retikül boyutuna ölçeklenecek.
6.864 mm2 genişliğinde, kredi kartından çok daha büyük entegre paketlerden bahsediyoruz. Bu CoWoS devleri, bir düzine HBM4 bellek yığını ve ekstra G/Ç kalıplarının yanı sıra dört yığınlı mantık yongasını da içerebilir.
Broadcom, size ölçek hakkında bir fikir vermek için yakın zamanda iki mantık kalıbı ve 12 bellek yığınına sahip özel bir yapay zeka işlemcisini tanıttı. Ve bu çip, Nvidia’nın en yeni güçlü hızlandırıcılarından daha büyük görünüyordu, ancak TSMC’nin 2027 için hazırladığı şeyle karşılaştırıldığında hala zayıf. Aslında şirket, çözümlerinin 120×120 mm’ye kadar devasa bir alt tabaka kullanmasını bekliyor.
Çip üretimi bağlamında, daha büyük bir alt tabaka, üzerine daha fazla bileşenin entegre edilmesine olanak tanır ve potansiyel olarak daha güçlü ve karmaşık elektronik cihazların mümkün kılınmasını sağlar. Ancak devasa ölçek aynı zamanda kilovatlarca enerji tüketecekleri ve muhtemelen egzotik sıvı soğutma çözümleri gerektirecekleri anlamına da geliyor. Bununla birlikte, güce aç, üretken yapay zekanın ne kadar aç olduğu göz önüne alındığında, bu konuda hiçbir şey aşırı değildir. Burada yarı iletken ambalajlama konusunda keşfedilmemiş sulara giriyoruz.
Keşfedilmemiş sulardan bahsetmişken TSMC, ışık hızında optik ara bağlantıları müşteri tasarımlarına entegre etmeye yönelik “3D Optik Motor” stratejisini de açıkladı. Bant genişliği talepleri arttıkça bakır izleri son teknoloji veri merkezi ve HPC iş yükleri için yeterli olmayacaktır. Entegre silikon fotonikten yararlanan optik bağlantılar, çok daha yüksek verim ve daha düşük güç sunar.
TSMC’nin “COUPE” (Kompakt Evrensel Fotonik Motoru), gelişmiş 3D istiflemeyi kullanarak elektronikleri ve fotonikleri birlikte paketler. Gen 1, standart optik bağlantı noktalarına 1,6 Tbps hızında takılır; bu, günümüzün üst düzey Ethernet’inin sunduğu hızın iki katıdır. Gen 2, COUPE’yi işlemcinin yanı sıra TSMC’nin CoWoS paketlerine entegre ederek bunu 6,4 Tbps’ye çıkarıyor. Ve yol haritası, 12,8 Tbps’lik şaşırtıcı bir optik bant genişliğine ulaşan CoWoS “COUPE Interposer” tasarımıyla sona eriyor.
İster günahkar yapay zeka modelleri, ister fizik simülasyonları, ister devasa veri merkezi iş yükleri olsun, çip üreticisi önümüzdeki yıllarda “büyük ol ya da eve git” ilkesinin hüküm süreceğinden emin görünüyor.