TSMC mówi “nie” dla technologii pakowania 3D… przynajmniej dla jednego z segmentów

Największą przeszkodą w uwalnianiu pełnego potencjału procesorów mobilnych (SoC) niezmiennie pozostaje odprowadzanie ciepła. Choć nadchodząca litografia 2nm od TSMC ma przynieść pewną poprawę wydajności energetycznej, rosnąca złożoność układów sprawia, że branża dotarła do ściany. Według najnowszych przecieków, wbrew wcześniejszym plotkom, giganci tacy jak TSMC czy Huawei nie zamierzają wprowadzać technologii pakowania 3D do układów dla smartfonów. Zamiast tego skupią się na udoskonalaniu samych procesów produkcyjnych.

Pakowanie 3D polega na układaniu poszczególnych warstw układu scalonego jedna na drugiej. Taka “kanapka” generuje jednak ogromne ilości ciepła, które nie ma jak uciec, ponieważ dolne warstwy blokują ścieżki termiczne. O ile w serwerach czy procesorach desktopowych można zastosować potężne systemy chłodzenia, o tyle w ciasnych obudowach smartfonów producenci mają do dyspozycji jedynie komory parowe, które w starciu z pakowaniem 3D są po prostu bezradne.

Nawet najnowsze, innowacyjne próby walki z temperaturą – takie jak rozwiązanie Heat Pass Block (HPB) zastosowane przez Samsunga w układzie Exynos 2600, polegające na umieszczeniu miedzianego radiatora bezpośrednio na krzemie – okazują się niewystarczające, by obsłużyć architekturę 3D w telefonach.

Z informacji płynących z branży wynika, że pościg za coraz mniejszymi procesami technologicznymi przestał robić wrażenie na konsumentach. Wymusza to na firmach takich jak Apple, Qualcomm czy MediaTek zmianę strategii i poszukiwanie innowacji w samej architekturze układów, a nie tylko w miniaturyzacji. Jeśli jakakolwiek firma miałaby przetrzeć szlaki dla zaawansowanych technologii pakowania, będzie to prawdopodobnie Apple. Oczekuje się, że nadchodzące procesory M5 Pro i M5 Max (przeznaczone do komputerów) wykorzystają technologię pakowania 2.5D od TSMC (zamiast dotychczasowego InFO).

Nawet w przypadku Apple, technologia ta będzie ograniczona do większych urządzeń (seria M), a nie smartfonów (seria A), właśnie ze względu na fizyczne ograniczenia termiczne. Eksperci studzą jednak entuzjazm – przejście z 2.5D na pełne 3D zajmie firmie z Cupertino  jeszcze wiele lat. Wszystko wskazuje na to, że rynek smartfonów jest na razie skazany na tradycyjne metody pakowania procesorów, podczas gdy inżynierowie będą agresywnie szukać innych sposobów na przełamanie wydajnościowej stagnacji.