Nhà phân tích nổi tiếng Ming-Chi Kuo vừa có những phân tích chi tiết về công nghệ đóng gói tiên tiến của TSMC, khẳng định tấm kính nền (glass core substrate) là điều kiện cần thiết để sản xuất chip AI thế hệ tiếp theo, không chỉ là một giải pháp tối ưu hóa có thể lựa chọn. Công nghệ này được TSMC trình bày tại hội nghị JPCA Show ở Nhật Bản vào ngày 11/6.

TSMC hợp tác với ai để phát triển tấm kính nền?

TSMC đã bắt tay hợp tác với hai công ty Nhật Bản là Ibiden và Innolux để phát triển tấm kính nền. Sản phẩm sử dụng cấu trúc ba lớp, với lõi thủy tinh kẹp giữa hai lớp ABF (Ajinomoto Build-up Film). Nhờ tấm kính nền mỏng hơn, đường dẫn dọc xuyên qua lỗ thủy tinh (TGV – Through Glass Via) được rút ngắn đáng kể, giúp giảm điện trở dẫn và điện cảm vòng, cải thiện tính toàn vẹn của nguồn điện, mang lại hệ thống cấp điện ổn định hơn cho chip.

CoPoS: CoP là tùy chọn, oS là bắt buộc

Ming-Chi Kuo phân biệt rõ hai công nghệ trong hệ thống CoPoS (Chip-on-Package-on-Substrate): CoP (Chip-on-Package) chủ yếu ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất và chi phí, là một tùy chọn tối ưu hóa; trong khi oS (on-Substrate) quyết định trực tiếp khả năng sản xuất thành công chip, là công nghệ cốt lõi bắt buộc phải có. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng sống còn của tấm kính nền trong quy trình sản xuất chip AI.

Thông số kỹ thuật và chi phí của tấm kính nền

Hiện tại, kích thước mẫu thử nghiệm của tấm kính nền là 250 x 250 mm. Lớp ABF sử dụng vật liệu hỗn hợp GL107 của Ajinomoto, với số lớp từ 24 đến 28. Công nghệ khó nhất là tạo lỗ xuyên thủy tinh (TGV), do TSMC và Innolux cùng nắm giữ. Mặc dù đơn giá của tấm kính nền cao hơn nhiều so với tấm nền ABF truyền thống, nhưng chi phí này chỉ chiếm tỷ lệ phần trăm thấp (low single-digit) trong tổng chi phí nguyên vật liệu (BOM) của chip AI. Đổi lại, nó giúp giảm đáng kể tổn thất năng suất do lỗi đóng gói, mang lại hiệu quả kinh tế tổng thể rõ rệt.

Nvidia và các ông lớn Mỹ quan tâm

Nvidia cùng hai hãng chip lớn khác của Mỹ đã bày tỏ sự quan tâm sâu sắc đến công nghệ này. Việc cải thiện tính toàn vẹn của nguồn điện có thể chuyển đổi trực tiếp thành sức mạnh tính toán AI cao hơn, đáp ứng nhu cầu hiệu suất của chip thế hệ tiếp theo. TSMC đặt mục tiêu bắt đầu sản xuất hàng loạt tấm kính nền vào quý 4 năm 2028 đến quý 1 năm 2029, để đồng bộ với chu kỳ phát triển chip AI thế hệ mới của Nvidia và các hãng khác. Hiện tại, chuỗi cung ứng đang đẩy nhanh quá trình xác thực.

Theo 驱动之家

Ảnh: 652234 / Pixabay