人工智能 (AI) 半導體和封裝技術正在快速發(fā)展，這得益于 AI 和高性能計算 (HPC) 應用的高性能和復雜需求。隨著 AI 模型的計算量越來越大，傳統(tǒng)的半導體封裝方法難以滿足實現(xiàn)最佳 AI 功能所必需的效率、散熱和信號完整性要求。先進的半導體封裝技術旨在通過提高功率效率、帶寬和小型化來應對這些挑戰(zhàn)。

以下是該領域主要趨勢和技術的細分：

異構集成：異構集成允許將多種類型的半導體（通常采用不同的工藝技術制造）集成到單個封裝中，從而增強計算能力和效率。這種方法在 AI 應用中至關重要，其中 CPU、GPU 和 AI 加速器協(xié)同工作，每個都針對特定任務進行了優(yōu)化。通過堆疊或并排放置這些組件，異構集成可顯著提高 AI 任務的計算速度和能效。

3D 集成和硅通孔 (TSV)：硅通孔 (TSV) 是一種用于 3D 集成的方法，其中垂直連接穿過硅晶圓或芯片。該技術縮短了層間互連距離，從而降低了延遲和功耗。在 AI 中，TSV 可實現(xiàn)內(nèi)存和處理單元之間的高帶寬連接，這對于實時數(shù)據(jù)處理至關重要。通過 TSV 進行的 3D 集成還有助于小型化，這對于邊緣計算模塊和嵌入式多芯片互連橋 (EMIB)** 等緊湊型 AI 設備至關重要：中介層是先進封裝的一個重要方面，它提供了一個放置多個芯片的基礎層，并通過精細的布線將它們連接起來。這種結(jié)構允許高數(shù)據(jù)傳輸速率和組件之間的可靠連接。英特爾的嵌入式多芯片互連橋 (EMIB) 是這種方法的一種變體，它僅在需要時使用較小的中介層式橋，為復雜的 AI 半導體設計提供了有效的解決方案。中介層和EMIB技術增強了內(nèi)存和計算核心的性能，使AI應用能夠更快地處理數(shù)據(jù)密集型任務。

混合鍵合：結(jié)合了傳統(tǒng)的銅-銅和氧化物-氧化物鍵合，可在芯片之間創(chuàng)建高度可靠、低功耗的連接。在AI應用中，這種鍵合方法可以實現(xiàn)緊密的芯片集成，從而提高速度并降低功耗。混合鍵合可用于內(nèi)存和邏輯組件的3D堆疊，減少占用空間并提高數(shù)據(jù)傳輸速率，這對于需要高速數(shù)據(jù)移動的AI任務至關重要。

系統(tǒng)級封裝：（SiP）技術將多個組件（如內(nèi)存、邏輯和通信模塊）封裝在一個封裝中。在AI和HPC應用中，SiP允許組合不同的技術，這些技術可以針對特定任務進行優(yōu)化，從而減少延遲并提高能源效率。這種模塊化方法正在獲得關注，尤其是在空間有限但處理能力仍然至關重要的AI邊緣計算中。

扇出型晶圓級封裝：扇出型晶圓級封裝 (FOWLP) 擴展了晶圓以允許更多互連，從而提供高性能和更小的占用空間。與傳統(tǒng)封裝方法相比，該技術在 AI 半導體封裝中具有優(yōu)勢，因為它支持更高的 I/O 密度、更好的熱性能和功率效率。FOWLP 正被用于 AI 加速器和處理器，其中高密度互連和散熱對于處理 AI 的密集處理需求是必不可少的。

未來發(fā)展方向：AI 半導體封裝技術面臨著散熱、功率效率和生產(chǎn)復雜性等挑戰(zhàn)。集成這些先進的封裝技術需要克服產(chǎn)量管理、生產(chǎn)可擴展性和成本方面的問題。然而，隨著對高性能、低功耗 AI 芯片的需求不斷增長，旨在克服這些障礙的投資和研究也在不斷增長。未來趨勢表明，多芯片集成、先進互連和混合鍵合技術將繼續(xù)改進，以支持 AI 不斷變化的需求。

人工智能驅(qū)動的半導體和封裝技術進步有助于滿足下一代人工智能和高性能計算系統(tǒng)對高數(shù)據(jù)傳輸、處理能力和效率的需求。隨著封裝技術的發(fā)展，它們將在提高人工智能硬件的計算效率、可靠性和可擴展性方面發(fā)揮重要作用，最終支持人工智能在各個行業(yè)的廣泛發(fā)展和應用。