Whoscored(中国·中文)官网-专注足球数据分析的专业平台

亚洲最大封装与电路板盛会，聚焦异质集成，光电共封装与人工智能最新技术

摘要

最近在台北召开的IMPACT 2023 大会，聚集700多名业内专家，探讨支持高性能计算、人工智能和元宇宙等新兴应用所需的封装、印制电路板等关键技术。业内分析认为，3D封装、异质集成以及支持多芯片封装的 UCIe 标准，将发挥关键作用，开启人工智能的潜力。此外，大会还关注了设计复杂性、信号完整性以及电子设计自动化（EDA）工具支持等方面的挑战。

简介

10 月 25 日至 27 日在台北举行的 IMPACT 2023 大会，聚集了 700 多名跨微电子供应链的专家，讨论了支持新兴 HPC、AI 和元宇宙（Metaverse）应用所需的封装、PCB 和互连技术。

图：IMPACT 2023吸引大批专业领域人士亲临现场参与交流。（Source：IMPACT）

3D封装推动人工智能规模化应用

在主题演讲中，台积电副总裁何军概述了 3D 封装市场的指数增长，预计到 2025 年，全球 3D 封装市值有望突破 1000 亿美元大关。目前台积电正大力推动「3DFabric」平台，整合了 3D 封装的 SoIC 和 2.5D 封装的 CoWoS、InFO 等先进封装技术。拜 3D 封装技术之赐，NVIDIA 最新一代 GPU（H100）效能比上一代产品（A100）提升 6 倍之多。高性能计算功能的蓬勃需求将继续拉动更多 3D 封装应用到大规模制造中，预计到 2025 年，台积电的 3D 封装洁净室产能还将再翻一番，台积电正加紧与生态伙伴的合作，共同推进诸如混合键合（Hybrid Bonding）提升互连密度、高带宽内存（HBM）内存讯号完整性优化等 3D 封装关键技术的创新。

AMD 高级副总裁 Raja Swaminathan也在主题演讲中指出，由于模型复杂性的增加，超级计算机和 AI 计算性能每年翻一番。AMD 的 3D 芯片堆叠与混合键合技术结合，可显着降低芯片间通信功耗，业界正致力于透过高速接口设计、先进封装和异质整合等创新，在系统层级实现效能扩展。AMD 特别关注通讯能源效率，透过正在开发的 3D 堆栈技术并利用混合键合封装，可大幅降低芯片间沟通的能源消耗，预计在 5 年内将 HPC 和 AI 训练的每瓦效能提高 30 倍。这个领域的研究和生产都在快速演进，以实现下一代 AI 的扩展。

协同设计对充分释放人工智能创新

今年的 IEEE EPS 论坛侧重于跨芯片、封装和系统的异质集成的 ECAD 工具优化。日月光公司副总裁陈威廉和论坛主持人洪志斌强调，协同设计将催生新兴工作负载（如需要开放式芯片生态系统的 AI）的重大进步。行业预测，天线到 AI 的异质集成会变得普遍，这需要广泛的协同优化和分布式计算。

与会专家深入探讨了芯片集成的各个方面带来的挑战。Madhavan Swaminathan 教授强调了跨材料、机械和工具的复杂性。监督机器学习在 EDA 方面展现出应用前景，但与会专家一致认为，数据不足、基础设施成熟度不足和商用工具的可获得性仍然存在差距，特别是在工业 3D 设计结束方面。协同设计也出现在新技术（如混合键合）的讨论中，其中整体工艺优化可以提高复杂流程（包括 100 多个步骤）技术的良率。

标准和增强接口拓展了 AI 系统的可能性

英特尔资深院士 Debendra Das Sharma 强调，UCIe 规范允许在封装层面上混合搭配芯片，以克服工艺限制并提高良率。UCIe 现已支持 2D 和 2.5D 集成，技术蓝图预计未来将支持 3D。通过封装异构组件，UCIe 有助于创新封装的基于数据包的 SoC 架构，其可重配置性超越了固定功能硬件，以克服制程限制并提升良率，目前该标准支持 2D 和 2.5D 封装，未来也会支持 3D。在建构 SoC 系统单芯片时，UCIe 可以在封装层面进行创新，不仅能整合CPU、GPU 及内存，还支持 USB、PCIe 及 CXL 等互连标准，打造动态可配置的系统。

类似地，思科公司副总裁 Nan Wang 解释了光电共封装（CPO）如何通过在封装基板中集成光学来帮助机器学习训练系统满足密度、带宽、延迟、功耗和成本等方面的挑战性指标。尽管 CPO 为满足系统协同设计的信号和功率完整性带来了其他注意事项，但它作为异质技术的一个示例，拓宽了 AI 的适用性。

急需专家级 EDA 工具以支持先进封装

在一场互动的 IEEE-CEDA 小组讨论中，与会专家指出，与成熟的 2D 功能相比，当前的 EDA 工具在为异质 3D 系统建模、分析和确保完整性方面存在局限性。专家建议 EDA 公司应主动推动尖端工具研究，而不仅仅是被动地响应已经证明存在的市场需求。学术界同样指出，商用工具在新兴工作流程方面也存在差距。为了真正利用先进封装，必须使增强的工具能够跟上制造创新。

IMPACT 2023 证明了围绕支持人工智能硬件生态系统的异质集成正呈现出蓬勃发展的势头。但是，尽管前景广阔，优化和实施新型封装技术引入了多方面的工程难题。为提高性能功耗比等效率指标，成功应对这种复杂性的最终关键在于需要更严密的设计流程和涵盖更大设计空间的工具。与会的业内观察员确信，先进封装和 EDA 功能的不懈进步将共同开启人工智能的下一个时代。

参考来源

International Microsystems， Packaging， Assembly and Circuits Technology （IMPACT） 2023