শিল্প খবর: উন্নত প্যাকেজিং প্রযুক্তি প্রবণতা

সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং প্রথাগত 1D PCB ডিজাইন থেকে ওয়েফার স্তরে কাটিং-এজ 3D হাইব্রিড বন্ধনে বিবর্তিত হয়েছে। এই অগ্রগতি উচ্চ শক্তি দক্ষতা বজায় রেখে 1000 GB/s পর্যন্ত ব্যান্ডউইথ সহ একক-সংখ্যার মাইক্রন পরিসরে আন্তঃসংযোগ ব্যবধানের অনুমতি দেয়। উন্নত সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং প্রযুক্তির মূলে রয়েছে 2.5D প্যাকেজিং (যেখানে উপাদানগুলি একটি মধ্যবর্তী স্তরে পাশাপাশি রাখা হয়) এবং 3D প্যাকেজিং (যা সক্রিয় চিপগুলিকে উল্লম্বভাবে স্ট্যাক করা জড়িত)। এই প্রযুক্তিগুলি HPC সিস্টেমের ভবিষ্যতের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

2.5D প্যাকেজিং প্রযুক্তিতে বিভিন্ন মধ্যস্থতাকারী স্তর উপাদান জড়িত, যার প্রত্যেকটির নিজস্ব সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে। সম্পূর্ণ প্যাসিভ সিলিকন ওয়েফার এবং স্থানীয়কৃত সিলিকন ব্রিজ সহ সিলিকন (Si) মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলি সর্বোত্তম ওয়্যারিং ক্ষমতা প্রদানের জন্য পরিচিত, যা উচ্চ-কার্যকারিতা কম্পিউটিংয়ের জন্য তাদের আদর্শ করে তোলে। যাইহোক, তারা উপকরণ এবং উত্পাদন পরিপ্রেক্ষিতে ব্যয়বহুল এবং প্যাকেজিং এলাকায় সীমাবদ্ধতা সম্মুখীন. এই সমস্যাগুলি প্রশমিত করার জন্য, স্থানীয় সিলিকন সেতুর ব্যবহার বাড়ছে, কৌশলগতভাবে সিলিকন নিয়োগ করছে যেখানে এলাকার সীমাবদ্ধতাগুলি সমাধান করার সময় সূক্ষ্ম কার্যকারিতা গুরুত্বপূর্ণ।

জৈব মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলি, ফ্যান-আউট মোল্ডেড প্লাস্টিক ব্যবহার করে, সিলিকনের জন্য আরও ব্যয়-কার্যকর বিকল্প। তাদের একটি নিম্ন অস্তরক ধ্রুবক রয়েছে, যা প্যাকেজে RC বিলম্ব হ্রাস করে। এই সুবিধা থাকা সত্ত্বেও, জৈব মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলি সিলিকন-ভিত্তিক প্যাকেজিংয়ের মতো আন্তঃসংযোগ বৈশিষ্ট্য হ্রাসের একই স্তর অর্জন করতে লড়াই করে, উচ্চ-কার্যকারিতা কম্পিউটিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে তাদের গ্রহণ সীমাবদ্ধ করে।

গ্লাস মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলি উল্লেখযোগ্য আগ্রহ অর্জন করেছে, বিশেষ করে ইন্টেলের সাম্প্রতিক গ্লাস-ভিত্তিক পরীক্ষামূলক যানবাহন প্যাকেজিং চালু করার পরে। গ্লাস বেশ কিছু সুবিধা প্রদান করে, যেমন তাপীয় সম্প্রসারণের সামঞ্জস্যযোগ্য সহগ (CTE), উচ্চমাত্রিক স্থায়িত্ব, মসৃণ এবং সমতল পৃষ্ঠ, এবং প্যানেল উত্পাদন সমর্থন করার ক্ষমতা, এটি সিলিকনের সাথে তুলনীয় তারের ক্ষমতা সহ মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলির জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল প্রার্থী করে তোলে। যাইহোক, প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলি বাদ দিয়ে, কাচের মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলির প্রধান ত্রুটি হল অপরিপক্ক ইকোসিস্টেম এবং বড় আকারের উত্পাদন ক্ষমতার বর্তমান অভাব। বাস্তুতন্ত্রের পরিপক্ক এবং উত্পাদন ক্ষমতা উন্নত হওয়ার সাথে সাথে সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিংয়ে গ্লাস-ভিত্তিক প্রযুক্তিগুলি আরও বৃদ্ধি এবং গ্রহণ দেখতে পারে।

3D প্যাকেজিং প্রযুক্তির পরিপ্রেক্ষিতে, Cu-Cu বাম্প-লেস হাইব্রিড বন্ডিং একটি নেতৃস্থানীয় উদ্ভাবনী প্রযুক্তি হয়ে উঠছে। এই উন্নত কৌশলটি এম্বেডেড ধাতু (Cu) এর সাথে অস্তরক পদার্থ (যেমন SiO2) একত্রিত করে স্থায়ী আন্তঃসংযোগ অর্জন করে। Cu-Cu হাইব্রিড বন্ডিং 10 মাইক্রনের নিচে ব্যবধান অর্জন করতে পারে, সাধারণত একক-অঙ্কের মাইক্রন পরিসরে, যা ঐতিহ্যগত মাইক্রো-বাম্প প্রযুক্তির তুলনায় উল্লেখযোগ্য উন্নতির প্রতিনিধিত্ব করে, যার প্রায় 40-50 মাইক্রনের বাম্প স্পেসিং রয়েছে। হাইব্রিড বন্ধনের সুবিধার মধ্যে রয়েছে বর্ধিত I/O, বর্ধিত ব্যান্ডউইথ, উন্নত 3D উল্লম্ব স্ট্যাকিং, উন্নত শক্তি দক্ষতা, এবং নীচের ভরাট না থাকার কারণে কম পরজীবী প্রভাব এবং তাপীয় প্রতিরোধ। যাইহোক, এই প্রযুক্তিটি তৈরি করা জটিল এবং এর খরচ বেশি।

2.5D এবং 3D প্যাকেজিং প্রযুক্তি বিভিন্ন প্যাকেজিং কৌশলকে অন্তর্ভুক্ত করে। 2.5D প্যাকেজিং-এ, মধ্যস্থতাকারী স্তর সামগ্রীর পছন্দের উপর নির্ভর করে, এটিকে সিলিকন-ভিত্তিক, জৈব-ভিত্তিক, এবং গ্লাস-ভিত্তিক মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলিতে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে, যেমনটি উপরের চিত্রে দেখানো হয়েছে। 3D প্যাকেজিং-এ, মাইক্রো-বাম্প প্রযুক্তির বিকাশের লক্ষ্য ব্যবধানের মাত্রা হ্রাস করা, কিন্তু আজ, হাইব্রিড বন্ধন প্রযুক্তি (একটি সরাসরি Cu-Cu সংযোগ পদ্ধতি) গ্রহণ করে, একক-অঙ্কের ব্যবধানের মাত্রা অর্জন করা যেতে পারে, যা ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি চিহ্নিত করে। .

**প্রধান প্রযুক্তিগত প্রবণতা দেখার জন্য:**

1. **বৃহত্তর মধ্যস্থতাকারী স্তর এলাকা:** IDTechEx পূর্বে ভবিষ্যদ্বাণী করেছিল যে সিলিকন মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলির অসুবিধার কারণে 3x রেটিকল আকারের সীমা অতিক্রম করে, 2.5D সিলিকন ব্রিজ সমাধানগুলি শীঘ্রই HPC চিপগুলির প্যাকেজিংয়ের প্রাথমিক পছন্দ হিসাবে সিলিকন মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলিকে প্রতিস্থাপন করবে৷ TSMC হল NVIDIA এবং Google এবং Amazon-এর মতো অন্যান্য নেতৃস্থানীয় HPC বিকাশকারীদের জন্য 2.5D সিলিকন মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলির একটি প্রধান সরবরাহকারী এবং কোম্পানি সম্প্রতি 3.5x জালিকা আকারের সাথে তার প্রথম প্রজন্মের CoWoS_L-এর ব্যাপক উৎপাদনের ঘোষণা করেছে৷ IDTechEx আশা করে যে এই প্রবণতা অব্যাহত থাকবে, প্রধান খেলোয়াড়দের কভার করে তার প্রতিবেদনে আরও অগ্রগতি নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে।

2. **প্যানেল-স্তরের প্যাকেজিং:** প্যানেল-স্তরের প্যাকেজিং একটি উল্লেখযোগ্য ফোকাস হয়ে উঠেছে, যা 2024 এর তাইওয়ান আন্তর্জাতিক সেমিকন্ডাক্টর প্রদর্শনীতে হাইলাইট করা 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 ম্যানেজমেন্টের মতো চ্যালেঞ্জগুলি এখনও মোকাবেলা করা দরকার। এর ক্রমবর্ধমান প্রাধান্য বৃহত্তর, আরও ব্যয়-কার্যকর মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলির ক্রমবর্ধমান চাহিদাকে প্রতিফলিত করে।

3. **গ্লাস মধ্যস্থতাকারী স্তর:** কাচ একটি শক্তিশালী প্রার্থী উপাদান হিসাবে আবির্ভূত হচ্ছে সূক্ষ্ম ওয়্যারিং অর্জনের জন্য, সিলিকনের সাথে তুলনীয়, অতিরিক্ত সুবিধা যেমন সামঞ্জস্যযোগ্য CTE এবং উচ্চতর নির্ভরযোগ্যতা সহ। গ্লাস মধ্যস্থতাকারী স্তরগুলি প্যানেল-স্তরের প্যাকেজিংয়ের সাথেও সামঞ্জস্যপূর্ণ, আরও পরিচালনাযোগ্য খরচে উচ্চ-ঘনত্বের তারের সম্ভাব্যতা প্রদান করে, এটি ভবিষ্যতের প্যাকেজিং প্রযুক্তিগুলির জন্য একটি প্রতিশ্রুতিশীল সমাধান করে।

4. **HBM হাইব্রিড বন্ডিং:** 3D কপার-কপার (Cu-Cu) হাইব্রিড বন্ডিং চিপগুলির মধ্যে অতি-সূক্ষ্ম পিচ উল্লম্ব আন্তঃসংযোগ অর্জনের জন্য একটি মূল প্রযুক্তি। এই প্রযুক্তিটি স্ট্যাক করা SRAM এবং CPU-এর জন্য AMD EPYC সহ, I/O dies-এ CPU/GPU ব্লকগুলিকে স্ট্যাক করার জন্য MI300 সিরিজ সহ বিভিন্ন উচ্চ-সম্পদ সার্ভার পণ্যগুলিতে ব্যবহার করা হয়েছে। হাইব্রিড বন্ধন ভবিষ্যতে HBM অগ্রগতিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে বলে আশা করা হচ্ছে, বিশেষ করে 16-হাই বা 20-হাই স্তরের বেশি DRAM স্ট্যাকের জন্য।

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

**কী বাজার দেখার জন্য:**

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

উচ্চ-পারফরম্যান্স কম্পিউটিং (HPC) ছাড়াও, অন্যান্য বাজারগুলিও উন্নত প্যাকেজিং প্রযুক্তি গ্রহণের মাধ্যমে প্রবৃদ্ধি অর্জন করবে বলে আশা করা হচ্ছে। 5G এবং 6G সেক্টরে, উদ্ভাবন যেমন প্যাকেজিং অ্যান্টেনা এবং অত্যাধুনিক চিপ সমাধানগুলি ওয়্যারলেস অ্যাক্সেস নেটওয়ার্ক (RAN) আর্কিটেকচারের ভবিষ্যতকে রূপ দেবে। স্বায়ত্তশাসিত যানবাহনগুলিও উপকৃত হবে, কারণ এই প্রযুক্তিগুলি সেন্সর স্যুট এবং কম্পিউটিং ইউনিটগুলির একীকরণকে সমর্থন করে যাতে নিরাপত্তা, নির্ভরযোগ্যতা, কম্প্যাক্টনেস, শক্তি এবং তাপ ব্যবস্থাপনা এবং খরচ-কার্যকারিতা নিশ্চিত করে প্রচুর পরিমাণে ডেটা প্রক্রিয়া করা যায়।

ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স (স্মার্টফোন, স্মার্টওয়াচ, এআর/ভিআর ডিভাইস, পিসি এবং ওয়ার্কস্টেশন সহ) খরচের উপর বেশি জোর দেওয়া সত্ত্বেও, ছোট জায়গায় আরও ডেটা প্রক্রিয়াকরণের দিকে ক্রমবর্ধমানভাবে মনোনিবেশ করছে। উন্নত সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং এই প্রবণতায় মুখ্য ভূমিকা পালন করবে, যদিও প্যাকেজিং পদ্ধতি HPC-তে ব্যবহৃত পদ্ধতিগুলির থেকে আলাদা হতে পারে।