作者 | 鄭遠方
在2月18日-22日召開的ISSCC 2024上，臺積電又帶來了一項新技術。
ISSCC全稱為International Solid-State Circuits Conference（國際固態電路會議），是學術界和工業界公認的全球集成電路設計領域最高級別會議，更被看作集成電路設計領域的“芯片奧林匹克大會”。
在今年這場大會上，臺積電向外界介紹了用于高性能計算與AI芯片的全新一代封裝技術，在已有的3D封裝基礎上，又整合了硅光子技術，以改善互聯效果、降低功耗。
據臺積電業務開發資深副總裁張曉強介紹，這項技術旨在幫助封裝更多HBM與Chiplet小芯片，進而提升AI芯片的性能。
就目前情況而言，若想增加更多的HBM與Chiplet小芯片，就必須增加更多零部件與IC載板，可能導致連接與能耗方面出現問題——因此便需要硅光子技術。
臺積電的這一封裝技術，通過硅光子技術，使用光纖替代傳統I/O電路傳輸數據。不僅如此，在該封裝架構中，異構芯片堆疊在基礎芯片頂部，并使用混合鍵合技術，以最大限度地提高I/O性能。
在新一代封裝技術平臺示意圖中，還出現了CPO。張曉強指出，硅光子是CPO的最佳選擇。
此外張曉強表示，當今最先進的芯片可容納多達1000億個晶體管，但有了先進3D封裝技術，可以擴展至單顆芯片包含1萬億個晶體管。
臺積電并未透露新一代封裝技術的具體商業化時間。
但值得注意的是，去年以來，臺積電已頻頻傳出布局硅光及CPO的動向。
2023年9月曾有消息稱，臺積電正與博通、英偉達等大客戶聯手開發硅光及CPO光學元件等新品，最快2024年下半年開始迎來大單，2025年有望邁入放量產出階段。
彼時業內人士透露，臺積電未來有望將硅光技術導入CPU、GPU等運算制程當中，內部的電子傳輸線路更改為光傳輸，計算能力將是現有處理器的數十倍起跳。
而臺積電副總裁之前曾公開表示，如果能提供一個良好的“硅光整合系統”，就能解決能耗與AI運算能力兩大關鍵問題，“這會是一個新的典范轉移。我們可能處于一個新時代的開端。”
業內分析稱，高速資料傳輸目前仍采用可插拔光學元件，隨著傳輸速度快速進展并進入800G時代、未來更將迎來1.6T至3.2T等更高傳輸速率，功率損耗及散熱管理問題將會是最大難題。而半導體業界推出的解決方案，便是將硅光子光學元件及交換器ASIC，通過CPO封裝技術整合為單一模組，此方案已開始獲得微軟、Meta等大廠認證并采用在新一代網路架構。
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