台积电硅光子封装推进 传助攻NVIDIA GPU大合体
来源:DIGITIMES 发布时间:2022-09-13 分享至微信

供应链传出,台积电COUPE矽光子先进封装技术,正默默助攻NVIDIA,惟需等候生态环境更趋成熟。 李建梁摄


台积电、英特尔(Intel)、三星电子(Samsung Electronics)等半导体龙头大厂除了竞逐摩尔定律2D制程微缩,近期持续挺进2奈米等先进制程外,走向3D小晶片(Chiplet)、异质整合的先进封装技术发展同样马不停蹄。


熟悉先进封测供应链业者透露,矽光子(SiPh)晶片与CMOS制程透过光学共同封装(CPO)技术整合,可以连结多组由CoWoS 2.5D IC封装的顶级GPU,结合光通道传输的低延迟优势,并且透过紧密的先进封装技术如台积电「COUPE」(紧凑型通用矽光子引擎),大幅降低讯号损耗,甚至将能够把多颗AI GPU「合体」成一整组超大型GPU。传出该研发计画由AI晶片巨头NVIDIA领跑,台积电COUPE先进封装技术大助攻,将持续酝酿数年,等候矽光子生态环境的成熟,


熟悉先进封测业者坦言,英特尔虽然多年发展「矽光计画」,对于台积电来说,也是许多半导体业界台面上的代表人物如蒋尚义、余振华,甚至是台积电董事长刘德音都曾经在半导体从业生涯中,于矽光领域有所参与,惟因矽光子晶片发展多半停留在金字塔顶端,是故这十多年来讨论热度虽高,但真正商品化量产进入市场,还有待整体生态环境更为成熟。


英特尔先前的矽光计画,主要把内含化合物半导体元件的雷射光源模组一并整合,如台湾的磊晶片厂联亚光电甚早就开始着墨。不过,熟悉先进封测高层近期坦言,台积电COUPE与潜力客户群洽谈的先进封装模式,倾向仅保留「光通道」,雷射光源收发部分则放置于外部。


这样的架构明显有较高的良率,也可以避开英特尔矽光计画的专利,配合台积电在HPC先进封装领域十年有成的CoWoS等技术,更可说是把高效运算(HPC)与顶级网通交换器(Networking Switch)晶片以异质整合「COUPE+CoWoS」的方式集大成。


熟悉先进封测业者坦言,透过COUPE等共同光学封装技术整合,多组顶规AI GPU更可以「合体」成一整组超大型GPU晶片,在运作上可视为1颗GPU,也不需要跟随英特尔高难度的整合方式,由于英特尔把雷射光源也一并整合进来,就得再多考虑化合物半导体的雷射晶片等,而以台积电的先进封装技术,某方面来说也提供客户较好的弹性。


观察台积电既有先进封装客户群,事实上,除了NVIDIA外,包括频频申请矽光子专利的超微(AMD)/赛灵思(XilinX)、还包括了如博通(Broadcom)、思科(Cisco)、Marvell等大咖,半导体晶圆厂则有英特尔、格芯(GlobalFoundries)等盘据。


甚至业界也传出,其实当初蒋尚义在企图追赶英特尔2007年提出的「矽光计画」时,就曾与Luxtera(并入Cisco)洽谈合作,但传出当时晶片业者认为CoWoS等相关技术成本过高,有意寻求专业封测代工厂(OSAT)的合作。


从近期OSAT龙头包括日月光投控与旗下矽品的先进封装技术平台来看,光学共同封装(CPO)也一再被提及,成为先进封装代表性技术之一,唯独OSAT业者坦言,目前这还是一块非常顶级的金字塔顶端市场。


尽管如是,市调机构如Yole估计,矽光子模组市场将从2018年的约4.55亿美元,成长到2024年约40亿美元,这样的年复合成长率达44.5%,甚至其余市调机构看好CAGR超过50%也预测也大有人在,毕竟,随着顶级资料中心、AI晶片、超级电脑对于算力、效能、高速传输的升级渴求,未曾停歇。


台积电、日月光等相关业者发言体系,强调不对供应链说法等做出公开评论。

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