সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং প্রচলিত ১ডি পিসিবি ডিজাইন থেকে বিবর্তিত হয়ে ওয়েফার পর্যায়ে অত্যাধুনিক ৩ডি হাইব্রিড বন্ডিং-এ পরিণত হয়েছে। এই অগ্রগতির ফলে উচ্চ শক্তি দক্ষতা বজায় রেখে একক-সংখ্যার মাইক্রন পরিসরে ইন্টারকানেক্ট স্পেসিং এবং ১০০০ জিবি/সেকেন্ড পর্যন্ত ব্যান্ডউইথ অর্জন করা সম্ভব হয়েছে। উন্নত সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং প্রযুক্তির মূলে রয়েছে ২.৫ডি প্যাকেজিং (যেখানে উপাদানগুলো একটি মধ্যবর্তী স্তরে পাশাপাশি স্থাপন করা হয়) এবং ৩ডি প্যাকেজিং (যেখানে সক্রিয় চিপগুলো উল্লম্বভাবে স্তূপীকৃত করা হয়)। এইচপিসি সিস্টেমের ভবিষ্যতের জন্য এই প্রযুক্তিগুলো অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
২.৫ডি প্যাকেজিং প্রযুক্তিতে বিভিন্ন মধ্যবর্তী স্তরের উপাদান ব্যবহৃত হয়, যার প্রত্যেকটির নিজস্ব সুবিধা ও অসুবিধা রয়েছে। সিলিকন (Si) মধ্যবর্তী স্তর, যার মধ্যে সম্পূর্ণ নিষ্ক্রিয় সিলিকন ওয়েফার এবং স্থানীয় সিলিকন ব্রিজ অন্তর্ভুক্ত, সূক্ষ্মতম ওয়্যারিং ক্ষমতা প্রদানের জন্য পরিচিত, যা এগুলিকে উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন কম্পিউটিংয়ের জন্য আদর্শ করে তোলে। তবে, উপাদান ও উৎপাদনের দিক থেকে এগুলি ব্যয়বহুল এবং প্যাকেজিংয়ের স্থানের ক্ষেত্রে সীমাবদ্ধতার সম্মুখীন হয়। এই সমস্যাগুলি সমাধানের জন্য, স্থানীয় সিলিকন ব্রিজের ব্যবহার বাড়ছে, যেখানে স্থানের সীমাবদ্ধতা মোকাবেলার পাশাপাশি সূক্ষ্ম কার্যকারিতা অত্যাবশ্যকীয় এমন জায়গায় কৌশলগতভাবে সিলিকন ব্যবহার করা হয়।
ফ্যান-আউট মোল্ডেড প্লাস্টিক ব্যবহার করে তৈরি জৈব মধ্যবর্তী স্তরগুলো সিলিকনের একটি অধিক সাশ্রয়ী বিকল্প। এগুলোর ডাইইলেকট্রিক কনস্ট্যান্ট কম, যা প্যাকেজের মধ্যে আরসি ডিলে (RC delay) হ্রাস করে। এই সুবিধাগুলো থাকা সত্ত্বেও, জৈব মধ্যবর্তী স্তরগুলো সিলিকন-ভিত্তিক প্যাকেজিংয়ের মতো একই স্তরের ইন্টারকানেক্ট ফিচার রিডাকশন অর্জন করতে পারে না, যা হাই-পারফরম্যান্স কম্পিউটিং অ্যাপ্লিকেশনগুলোতে এদের ব্যবহারকে সীমিত করে।
বিশেষ করে ইন্টেলের সাম্প্রতিক গ্লাস-ভিত্তিক টেস্ট ভেহিকেল প্যাকেজিং চালুর পর থেকে গ্লাস ইন্টারমিডিয়ারি লেয়ারগুলো ব্যাপক আগ্রহ অর্জন করেছে। গ্লাসের বেশ কিছু সুবিধা রয়েছে, যেমন পরিবর্তনযোগ্য তাপীয় প্রসারণ সহগ (CTE), উচ্চ মাত্রিক স্থিতিশীলতা, মসৃণ ও সমতল পৃষ্ঠ এবং প্যানেল উৎপাদন সমর্থন করার ক্ষমতা, যা এটিকে সিলিকনের সাথে তুলনীয় ওয়্যারিং ক্ষমতা সম্পন্ন ইন্টারমিডিয়ারি লেয়ারের জন্য একটি সম্ভাবনাময় উপাদান হিসেবে তৈরি করেছে। তবে, প্রযুক্তিগত প্রতিবন্ধকতা ছাড়াও, গ্লাস ইন্টারমিডিয়ারি লেয়ারের প্রধান অসুবিধা হলো এর অপরিণত ইকোসিস্টেম এবং বর্তমানে বৃহৎ পরিসরে উৎপাদন ক্ষমতার অভাব। ইকোসিস্টেম পরিপক্ক হওয়ার সাথে সাথে এবং উৎপাদন ক্ষমতা উন্নত হলে, সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিংয়ে গ্লাস-ভিত্তিক প্রযুক্তির আরও বৃদ্ধি ও ব্যবহার দেখা যেতে পারে।
থ্রিডি প্যাকেজিং প্রযুক্তির ক্ষেত্রে, কপার-কপার বাম্প-বিহীন হাইব্রিড বন্ডিং একটি অগ্রণী উদ্ভাবনী প্রযুক্তি হিসেবে আবির্ভূত হচ্ছে। এই উন্নত কৌশলটি ডাইইলেকট্রিক উপাদান (যেমন সিলিকন ডাইঅক্সাইড) এবং এমবেডেড ধাতু (কপার) একত্রিত করে স্থায়ী আন্তঃসংযোগ স্থাপন করে। কপার-কপার হাইব্রিড বন্ডিংয়ের মাধ্যমে ১০ মাইক্রনের কম, সাধারণত একক-সংখ্যার মাইক্রন পরিসরে স্পেসিং অর্জন করা সম্ভব, যা প্রচলিত মাইক্রো-বাম্প প্রযুক্তির তুলনায় একটি উল্লেখযোগ্য উন্নতি, যেখানে বাম্প স্পেসিং প্রায় ৪০-৫০ মাইক্রন হয়ে থাকে। হাইব্রিড বন্ডিংয়ের সুবিধাগুলোর মধ্যে রয়েছে বর্ধিত ইনপুট/আউটপুট, উন্নত ব্যান্ডউইথ, উন্নত থ্রিডি ভার্টিক্যাল স্ট্যাকিং, উন্নততর পাওয়ার এফিশিয়েন্সি এবং বটম ফিলিং না থাকার কারণে প্যারাসাইটিক এফেক্ট ও থার্মাল রেজিস্ট্যান্স হ্রাস। তবে, এই প্রযুক্তিটি উৎপাদন করা জটিল এবং এর খরচও বেশি।
২.৫ডি এবং ৩ডি প্যাকেজিং প্রযুক্তি বিভিন্ন প্যাকেজিং কৌশলকে অন্তর্ভুক্ত করে। ২.৫ডি প্যাকেজিং-এ, মধ্যবর্তী স্তরের উপাদান পছন্দের উপর নির্ভর করে, এটিকে সিলিকন-ভিত্তিক, জৈব-ভিত্তিক এবং কাচ-ভিত্তিক মধ্যবর্তী স্তরে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে, যেমনটি উপরের চিত্রে দেখানো হয়েছে। ৩ডি প্যাকেজিং-এ, মাইক্রো-বাম্প প্রযুক্তির বিকাশের লক্ষ্য হলো ব্যবধানের মাত্রা হ্রাস করা, কিন্তু বর্তমানে, হাইব্রিড বন্ডিং প্রযুক্তি (একটি সরাসরি Cu-Cu সংযোগ পদ্ধতি) গ্রহণের মাধ্যমে একক-সংখ্যার ব্যবধানের মাত্রা অর্জন করা সম্ভব হয়েছে, যা এই ক্ষেত্রে একটি উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি।
নজর রাখার মতো প্রধান প্রযুক্তিগত প্রবণতা:
১. **বৃহত্তর ইন্টারমিডিয়ারি লেয়ার এলাকা:** IDTechEx পূর্বে ভবিষ্যদ্বাণী করেছিল যে, ৩x রেটিকল আকারের সীমা অতিক্রমকারী সিলিকন ইন্টারমিডিয়ারি লেয়ারের অসুবিধার কারণে, HPC চিপ প্যাকেজিংয়ের জন্য প্রাথমিক পছন্দ হিসেবে ২.৫ডি সিলিকন ব্রিজ সলিউশন শীঘ্রই সিলিকন ইন্টারমিডিয়ারি লেয়ারকে প্রতিস্থাপন করবে। TSMC হলো NVIDIA এবং Google ও Amazon-এর মতো অন্যান্য শীর্ষস্থানীয় HPC ডেভেলপারদের জন্য ২.৫ডি সিলিকন ইন্টারমিডিয়ারি লেয়ারের একটি প্রধান সরবরাহকারী, এবং কোম্পানিটি সম্প্রতি ৩.৫x রেটিকল আকারের তাদের প্রথম প্রজন্মের CoWoS_L-এর ব্যাপক উৎপাদনের ঘোষণা দিয়েছে। IDTechEx আশা করে যে এই প্রবণতা অব্যাহত থাকবে এবং প্রধান সংস্থাগুলোকে নিয়ে করা তাদের প্রতিবেদনে আরও অগ্রগতির বিষয়ে আলোচনা করা হয়েছে।
২. **প্যানেল-লেভেল প্যাকেজিং:** প্যানেল-লেভেল প্যাকেজিং একটি গুরুত্বপূর্ণ কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছে, যা ২০২৪ সালের তাইওয়ান আন্তর্জাতিক সেমিকন্ডাক্টর প্রদর্শনীতে বিশেষভাবে তুলে ধরা হয়েছে। এই প্যাকেজিং পদ্ধতিটি বড় আকারের মধ্যবর্তী স্তর ব্যবহারের সুযোগ দেয় এবং একই সাথে আরও বেশি প্যাকেজ উৎপাদন করে খরচ কমাতে সাহায্য করে। এর সম্ভাবনা থাকা সত্ত্বেও, ওয়ারপেজ ব্যবস্থাপনার মতো চ্যালেঞ্জগুলো এখনও সমাধান করা প্রয়োজন। এর ক্রমবর্ধমান গুরুত্ব বড় এবং অধিক সাশ্রয়ী মধ্যবর্তী স্তরের ক্রমবর্ধমান চাহিদাকেই প্রতিফলিত করে।
৩. **কাঁচের মধ্যবর্তী স্তর:** সিলিকনের সমতুল্য সূক্ষ্ম ওয়্যারিং অর্জনের জন্য কাঁচ একটি শক্তিশালী উপাদান হিসেবে আবির্ভূত হচ্ছে, যার সাথে সামঞ্জস্যযোগ্য CTE এবং উচ্চতর নির্ভরযোগ্যতার মতো অতিরিক্ত সুবিধাও রয়েছে। কাঁচের মধ্যবর্তী স্তরগুলো প্যানেল-স্তরের প্যাকেজিংয়ের সাথেও সামঞ্জস্যপূর্ণ, যা আরও সাশ্রয়ী খরচে উচ্চ-ঘনত্বের ওয়্যারিংয়ের সম্ভাবনা তৈরি করে এবং এটিকে ভবিষ্যতের প্যাকেজিং প্রযুক্তির জন্য একটি সম্ভাবনাময় সমাধানে পরিণত করে।
৪. **এইচবিএম হাইব্রিড বন্ডিং:** ৩ডি কপার-কপার (Cu-Cu) হাইব্রিড বন্ডিং হলো চিপগুলোর মধ্যে অতি-সূক্ষ্ম পিচের উল্লম্ব আন্তঃসংযোগ অর্জনের একটি মূল প্রযুক্তি। এই প্রযুক্তিটি বিভিন্ন উচ্চমানের সার্ভার পণ্যে ব্যবহৃত হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে স্ট্যাকড SRAM ও CPU-এর জন্য AMD EPYC এবং I/O ডাই-এর উপর CPU/GPU ব্লক স্ট্যাক করার জন্য MI300 সিরিজ। আশা করা যায়, ভবিষ্যতের এইচবিএম উন্নয়নে, বিশেষ করে ১৬-হাই বা ২০-হাই লেয়ারের বেশি DRAM স্ট্যাকের ক্ষেত্রে, হাইব্রিড বন্ডিং একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে।
৫. **কো-প্যাকেজড অপটিক্যাল ডিভাইস (CPO):** উচ্চতর ডেটা থ্রুপুট এবং শক্তি দক্ষতার ক্রমবর্ধমান চাহিদার সাথে, অপটিক্যাল ইন্টারকানেক্ট প্রযুক্তি যথেষ্ট মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। I/O ব্যান্ডউইথ বৃদ্ধি এবং শক্তি খরচ কমানোর জন্য কো-প্যাকেজড অপটিক্যাল ডিভাইস (CPO) একটি প্রধান সমাধান হয়ে উঠছে। প্রচলিত বৈদ্যুতিক ট্রান্সমিশনের তুলনায়, অপটিক্যাল কমিউনিকেশন বেশ কিছু সুবিধা প্রদান করে, যার মধ্যে রয়েছে দীর্ঘ দূরত্বে কম সিগন্যাল অ্যাটেন্যুয়েশন, কম ক্রসটক সংবেদনশীলতা এবং উল্লেখযোগ্যভাবে বর্ধিত ব্যান্ডউইথ। এই সুবিধাগুলো CPO-কে ডেটা-ইনটেনসিভ, শক্তি-সাশ্রয়ী HPC সিস্টেমের জন্য একটি আদর্শ পছন্দ করে তোলে।
নজর রাখার মতো গুরুত্বপূর্ণ বাজারসমূহ:
২.৫ডি এবং ৩ডি প্যাকেজিং প্রযুক্তির বিকাশের মূল চালিকাশক্তি নিঃসন্দেহে হাই-পারফরম্যান্স কম্পিউটিং (HPC) খাত। এই উন্নত প্যাকেজিং পদ্ধতিগুলো মুরের সূত্রের সীমাবদ্ধতা কাটিয়ে ওঠার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যা একটিমাত্র প্যাকেজের মধ্যে আরও বেশি ট্রানজিস্টর, মেমরি এবং আন্তঃসংযোগ স্থাপন সম্ভব করে তোলে। চিপের বিভাজন বিভিন্ন কার্যকরী ব্লকের মধ্যে প্রসেস নোডগুলোর সর্বোত্তম ব্যবহার নিশ্চিত করে, যেমন প্রসেসিং ব্লক থেকে আই/ও ব্লকগুলোকে আলাদা করা, যা কর্মদক্ষতাকে আরও বাড়িয়ে তোলে।
হাই-পারফরম্যান্স কম্পিউটিং (HPC) ছাড়াও, উন্নত প্যাকেজিং প্রযুক্তি গ্রহণের মাধ্যমে অন্যান্য বাজারেও প্রবৃদ্ধি অর্জিত হবে বলে আশা করা হচ্ছে। 5G এবং 6G খাতে, প্যাকেজিং অ্যান্টেনা এবং অত্যাধুনিক চিপ সলিউশনের মতো উদ্ভাবনগুলো ওয়্যারলেস অ্যাক্সেস নেটওয়ার্ক (RAN) আর্কিটেকচারের ভবিষ্যৎ রূপ দেবে। স্বচালিত যানবাহনগুলোও এর থেকে উপকৃত হবে, কারণ এই প্রযুক্তিগুলো নিরাপত্তা, নির্ভরযোগ্যতা, ক্ষুদ্রাকৃতি, শক্তি ও তাপ ব্যবস্থাপনা এবং ব্যয়-সাশ্রয় নিশ্চিত করার পাশাপাশি বিপুল পরিমাণ ডেটা প্রক্রিয়াকরণের জন্য সেন্সর স্যুট এবং কম্পিউটিং ইউনিটের সমন্বয়ে সহায়তা করে।
খরচের উপর অধিক গুরুত্ব থাকা সত্ত্বেও, কনজিউমার ইলেকট্রনিক্স (যার মধ্যে স্মার্টফোন, স্মার্টওয়াচ, এআর/ভিআর ডিভাইস, পিসি এবং ওয়ার্কস্টেশন অন্তর্ভুক্ত) ক্রমশ ছোট জায়গায় আরও বেশি ডেটা প্রক্রিয়াকরণের দিকে মনোনিবেশ করছে। এই প্রবণতায় উন্নত সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে, যদিও এর প্যাকেজিং পদ্ধতিগুলো এইচপিসি-তে ব্যবহৃত পদ্ধতি থেকে ভিন্ন হতে পারে।
পোস্ট করার সময়: ০৭-অক্টোবর-২০২৪