শিল্প সংবাদ: উন্নত প্যাকেজিং প্রযুক্তির প্রবণতা

সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং ঐতিহ্যবাহী 1D PCB ডিজাইন থেকে ওয়েফার স্তরে অত্যাধুনিক 3D হাইব্রিড বন্ধনে বিকশিত হয়েছে। এই অগ্রগতি উচ্চ শক্তি দক্ষতা বজায় রেখে 1000 GB/s পর্যন্ত ব্যান্ডউইথ সহ একক-অঙ্কের মাইক্রন পরিসরে আন্তঃসংযোগ ব্যবধানের অনুমতি দেয়। উন্নত সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং প্রযুক্তির মূলে রয়েছে 2.5D প্যাকেজিং (যেখানে উপাদানগুলি একটি মধ্যবর্তী স্তরে পাশাপাশি স্থাপন করা হয়) এবং 3D প্যাকেজিং (যার মধ্যে সক্রিয় চিপগুলি উল্লম্বভাবে স্ট্যাক করা জড়িত)। এই প্রযুক্তিগুলি HPC সিস্টেমের ভবিষ্যতের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

2.5D প্যাকেজিং প্রযুক্তিতে বিভিন্ন মধ্যস্থতাকারী স্তরের উপকরণ জড়িত, যার প্রতিটির নিজস্ব সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে। সম্পূর্ণ প্যাসিভ সিলিকন ওয়েফার এবং স্থানীয় সিলিকন ব্রিজ সহ সিলিকন (Si) মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলি সর্বোত্তম ওয়্যারিং ক্ষমতা প্রদানের জন্য পরিচিত, যা এগুলিকে উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন কম্পিউটিংয়ের জন্য আদর্শ করে তোলে। তবে, উপকরণ এবং উৎপাদনের দিক থেকে এগুলি ব্যয়বহুল এবং প্যাকেজিং ক্ষেত্রে সীমাবদ্ধতার সম্মুখীন হয়। এই সমস্যাগুলি কমাতে, স্থানীয় সিলিকন ব্রিজের ব্যবহার বৃদ্ধি পাচ্ছে, কৌশলগতভাবে সিলিকন ব্যবহার করা হচ্ছে যেখানে সূক্ষ্ম কার্যকারিতা গুরুত্বপূর্ণ এবং ক্ষেত্রের সীমাবদ্ধতাগুলি মোকাবেলা করা হচ্ছে।

ফ্যান-আউট মোল্ডেড প্লাস্টিক ব্যবহার করে জৈব মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলি সিলিকনের তুলনায় আরও সাশ্রয়ী বিকল্প। এগুলির ডাইইলেক্ট্রিক ধ্রুবক কম, যা প্যাকেজে RC বিলম্ব হ্রাস করে। এই সুবিধাগুলি সত্ত্বেও, জৈব মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলি সিলিকন-ভিত্তিক প্যাকেজিংয়ের মতো একই স্তরের আন্তঃসংযোগ বৈশিষ্ট্য হ্রাস অর্জন করতে লড়াই করে, উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন কম্পিউটিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে তাদের গ্রহণ সীমিত করে।

কাচের মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলি উল্লেখযোগ্য আগ্রহ অর্জন করেছে, বিশেষ করে ইন্টেলের সাম্প্রতিক কাচ-ভিত্তিক পরীক্ষামূলক যানবাহন প্যাকেজিং চালু হওয়ার পর। কাচের বেশ কিছু সুবিধা রয়েছে, যেমন তাপীয় সম্প্রসারণের সামঞ্জস্যযোগ্য সহগ (CTE), উচ্চ মাত্রিক স্থিতিশীলতা, মসৃণ এবং সমতল পৃষ্ঠ এবং প্যানেল উৎপাদন সমর্থন করার ক্ষমতা, যা এটিকে সিলিকনের সাথে তুলনীয় তারের ক্ষমতা সহ মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলির জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল প্রার্থী করে তোলে। তবে, প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলি বাদ দিয়ে, কাচের মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলির প্রধান অসুবিধা হল অপরিণত বাস্তুতন্ত্র এবং বর্তমানে বৃহৎ আকারের উৎপাদন ক্ষমতার অভাব। বাস্তুতন্ত্র পরিপক্ক হওয়ার সাথে সাথে এবং উৎপাদন ক্ষমতা উন্নত হওয়ার সাথে সাথে, সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিংয়ে কাচ-ভিত্তিক প্রযুক্তিগুলি আরও বৃদ্ধি এবং গ্রহণ দেখতে পাবে।

3D প্যাকেজিং প্রযুক্তির ক্ষেত্রে, Cu-Cu বাম্প-লেস হাইব্রিড বন্ধন একটি শীর্ষস্থানীয় উদ্ভাবনী প্রযুক্তি হয়ে উঠছে। এই উন্নত কৌশলটি এম্বেডেড ধাতু (Cu) এর সাথে ডাইইলেক্ট্রিক উপকরণ (যেমন SiO2) একত্রিত করে স্থায়ী আন্তঃসংযোগ অর্জন করে। Cu-Cu হাইব্রিড বন্ধন 10 মাইক্রনের নিচে ব্যবধান অর্জন করতে পারে, সাধারণত একক-অঙ্কের মাইক্রন পরিসরে, যা ঐতিহ্যবাহী মাইক্রো-বাম্প প্রযুক্তির তুলনায় উল্লেখযোগ্য উন্নতির প্রতিনিধিত্ব করে, যার বাম্প ব্যবধান প্রায় 40-50 মাইক্রন। হাইব্রিড বন্ধনের সুবিধার মধ্যে রয়েছে বর্ধিত I/O, বর্ধিত ব্যান্ডউইথ, উন্নত 3D উল্লম্ব স্ট্যাকিং, উন্নত শক্তি দক্ষতা এবং নীচের ভরাটের অনুপস্থিতির কারণে পরজীবী প্রভাব এবং তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করা। তবে, এই প্রযুক্তিটি তৈরি করা জটিল এবং এর খরচও বেশি।

২.৫ডি এবং ৩ডি প্যাকেজিং প্রযুক্তি বিভিন্ন প্যাকেজিং কৌশলকে অন্তর্ভুক্ত করে। ২.৫ডি প্যাকেজিংয়ে, মধ্যস্থতাকারী স্তরের উপকরণের পছন্দের উপর নির্ভর করে, এটিকে সিলিকন-ভিত্তিক, জৈব-ভিত্তিক এবং কাচ-ভিত্তিক মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলিতে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে, যেমনটি উপরের চিত্রে দেখানো হয়েছে। ৩ডি প্যাকেজিংয়ে, মাইক্রো-বাম্প প্রযুক্তির বিকাশের লক্ষ্য হল ব্যবধানের মাত্রা হ্রাস করা, কিন্তু আজ, হাইব্রিড বন্ধন প্রযুক্তি (একটি সরাসরি ঘন-ঘন সংযোগ পদ্ধতি) গ্রহণ করে, একক-অঙ্কের ব্যবধানের মাত্রা অর্জন করা যেতে পারে, যা ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি চিহ্নিত করে।

**দেখতে পাওয়া গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তিগত প্রবণতা:**

১. **বৃহত্তর মধ্যস্থতাকারী স্তর এলাকা:** IDTechEx পূর্বে ভবিষ্যদ্বাণী করেছিল যে সিলিকন মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলির 3x রেটিকেল আকারের সীমা অতিক্রম করার অসুবিধার কারণে, 2.5D সিলিকন ব্রিজ সমাধানগুলি শীঘ্রই HPC চিপ প্যাকেজিংয়ের জন্য প্রাথমিক পছন্দ হিসাবে সিলিকন মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলিকে প্রতিস্থাপন করবে। TSMC NVIDIA এবং Google এবং Amazon এর মতো অন্যান্য শীর্ষস্থানীয় HPC ডেভেলপারদের জন্য 2.5D সিলিকন মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলির একটি প্রধান সরবরাহকারী এবং কোম্পানিটি সম্প্রতি 3.5x রেটিকেল আকারের সাথে তার প্রথম প্রজন্মের CoWoS_L এর ব্যাপক উৎপাদন ঘোষণা করেছে। IDTechEx আশা করে যে এই প্রবণতা অব্যাহত থাকবে, প্রধান খেলোয়াড়দের নিয়ে তার প্রতিবেদনে আরও অগ্রগতি নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে।

২. **প্যানেল-স্তরের প্যাকেজিং:** প্যানেল-স্তরের প্যাকেজিং একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হয়ে উঠেছে, যেমনটি ২০২৪ সালের তাইওয়ান আন্তর্জাতিক সেমিকন্ডাক্টর প্রদর্শনীতে তুলে ধরা হয়েছে। এই প্যাকেজিং পদ্ধতিটি বৃহত্তর মধ্যস্থতাকারী স্তর ব্যবহারের অনুমতি দেয় এবং একই সাথে আরও প্যাকেজ তৈরি করে খরচ কমাতে সাহায্য করে। এর সম্ভাবনা থাকা সত্ত্বেও, ওয়ারপেজ ব্যবস্থাপনার মতো চ্যালেঞ্জগুলি এখনও মোকাবেলা করা প্রয়োজন। এর ক্রমবর্ধমান প্রাধান্য বৃহত্তর, আরও সাশ্রয়ী মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলির ক্রমবর্ধমান চাহিদাকে প্রতিফলিত করে।

৩. **কাচের মধ্যস্থতাকারী স্তর:** সিলিকনের মতো সূক্ষ্ম তারের জন্য কাচ একটি শক্তিশালী প্রার্থী উপাদান হিসেবে আবির্ভূত হচ্ছে, যার অতিরিক্ত সুবিধা রয়েছে যেমন সামঞ্জস্যযোগ্য CTE এবং উচ্চতর নির্ভরযোগ্যতা। কাচের মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলি প্যানেল-স্তরের প্যাকেজিংয়ের সাথেও সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা আরও পরিচালনাযোগ্য খরচে উচ্চ-ঘনত্বের তারের সম্ভাবনা প্রদান করে, যা ভবিষ্যতের প্যাকেজিং প্রযুক্তির জন্য এটি একটি আশাব্যঞ্জক সমাধান করে তোলে।

৪. **HBM হাইব্রিড বন্ডিং:** চিপগুলির মধ্যে অতি-সূক্ষ্ম পিচ উল্লম্ব আন্তঃসংযোগ অর্জনের জন্য 3D তামা-তামা (Cu-Cu) হাইব্রিড বন্ডিং একটি মূল প্রযুক্তি। এই প্রযুক্তিটি বিভিন্ন উচ্চ-স্তরের সার্ভার পণ্যগুলিতে ব্যবহৃত হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে স্ট্যাকড SRAM এবং CPU-গুলির জন্য AMD EPYC, সেইসাথে I/O ডাইগুলিতে CPU/GPU ব্লক স্ট্যাক করার জন্য MI300 সিরিজ। ভবিষ্যতের HBM অগ্রগতিতে, বিশেষ করে 16-Hi বা 20-Hi স্তরের বেশি DRAM স্ট্যাকের ক্ষেত্রে হাইব্রিড বন্ডিং গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে বলে আশা করা হচ্ছে।

৫. **কো-প্যাকেজড অপটিক্যাল ডিভাইস (CPO):** উচ্চতর ডেটা থ্রুপুট এবং পাওয়ার দক্ষতার ক্রমবর্ধমান চাহিদার সাথে সাথে, অপটিক্যাল ইন্টারকানেক্ট প্রযুক্তি যথেষ্ট মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। কো-প্যাকেজড অপটিক্যাল ডিভাইস (CPO) I/O ব্যান্ডউইথ বৃদ্ধি এবং শক্তি খরচ কমানোর জন্য একটি মূল সমাধান হয়ে উঠছে। ঐতিহ্যবাহী বৈদ্যুতিক ট্রান্সমিশনের তুলনায়, অপটিক্যাল যোগাযোগের বেশ কয়েকটি সুবিধা রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে দীর্ঘ দূরত্বে কম সিগন্যাল অ্যাটেন্যুয়েশন, ক্রসটক সংবেদনশীলতা হ্রাস এবং উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধিপ্রাপ্ত ব্যান্ডউইথ। এই সুবিধাগুলি CPO কে ডেটা-নিবিড়, শক্তি-দক্ষ HPC সিস্টেমের জন্য একটি আদর্শ পছন্দ করে তোলে।

**দেখতে গুরুত্বপূর্ণ বাজার:**

2.5D এবং 3D প্যাকেজিং প্রযুক্তির বিকাশের প্রাথমিক বাজার নিঃসন্দেহে উচ্চ-কর্মক্ষমতা সম্পন্ন কম্পিউটিং (HPC) খাত। এই উন্নত প্যাকেজিং পদ্ধতিগুলি মুরের আইনের সীমাবদ্ধতাগুলি অতিক্রম করার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যা একক প্যাকেজের মধ্যে আরও ট্রানজিস্টর, মেমরি এবং আন্তঃসংযোগ সক্ষম করে। চিপগুলির পচন বিভিন্ন কার্যকরী ব্লকের মধ্যে প্রক্রিয়া নোডের সর্বোত্তম ব্যবহারের অনুমতি দেয়, যেমন I/O ব্লকগুলিকে প্রক্রিয়াকরণ ব্লক থেকে পৃথক করা, দক্ষতা আরও বৃদ্ধি করা।

উচ্চ-কর্মক্ষমতা সম্পন্ন কম্পিউটিং (HPC) ছাড়াও, উন্নত প্যাকেজিং প্রযুক্তি গ্রহণের মাধ্যমে অন্যান্য বাজারগুলিও প্রবৃদ্ধি অর্জন করবে বলে আশা করা হচ্ছে। 5G এবং 6G সেক্টরে, প্যাকেজিং অ্যান্টেনা এবং অত্যাধুনিক চিপ সমাধানের মতো উদ্ভাবনগুলি ওয়্যারলেস অ্যাক্সেস নেটওয়ার্ক (RAN) আর্কিটেকচারের ভবিষ্যত গঠন করবে। স্বায়ত্তশাসিত যানবাহনগুলিও উপকৃত হবে, কারণ এই প্রযুক্তিগুলি সেন্সর স্যুট এবং কম্পিউটিং ইউনিটগুলির একীকরণকে সমর্থন করে যাতে প্রচুর পরিমাণে ডেটা প্রক্রিয়া করা যায় এবং একই সাথে সুরক্ষা, নির্ভরযোগ্যতা, কম্প্যাক্টনেস, শক্তি এবং তাপ ব্যবস্থাপনা এবং খরচ-কার্যকারিতা নিশ্চিত করা যায়।

খরচের উপর বেশি জোর দেওয়া সত্ত্বেও, কনজিউমার ইলেকট্রনিক্স (স্মার্টফোন, স্মার্টওয়াচ, এআর/ভিআর ডিভাইস, পিসি এবং ওয়ার্কস্টেশন সহ) ক্রমবর্ধমানভাবে ছোট স্থানে আরও ডেটা প্রক্রিয়াকরণের উপর মনোযোগ দিচ্ছে। উন্নত সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং এই প্রবণতায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে, যদিও প্যাকেজিং পদ্ধতিগুলি এইচপিসিতে ব্যবহৃত পদ্ধতি থেকে আলাদা হতে পারে।