Tóm tắt nhanh
- Samsung Electro-Mechanics và Qualcomm đã hợp tác hơn một năm để phát triển công nghệ “cầu hữu cơ” cho bao gói 2.1D.
- Giải pháp này thay cầu silicon bằng vật liệu hữu cơ, có thể giúp giảm chi phí đóng gói bộ xử lý AI.
- Samsung đang thử nghiệm đế bao gói với 5-7 lớp RDL, đường mạch rộng 1,5-2 micromet và mật độ kết nối mục tiêu 500-1.000 mối nối/mm.
- Công nghệ vẫn cần vượt qua các bài kiểm tra độ tin cậy trước khi được thương mại hóa.
Chi phí sản xuất bộ xử lý AI hiện không chỉ nằm ở các die tính toán. Công đoạn advanced packaging, nơi kết nối die với bộ nhớ băng thông cao HBM, cũng là một nút thắt lớn vì đòi hỏi vật liệu và quy trình phức tạp.
Trong bối cảnh đó, Samsung Electro-Mechanics và Qualcomm được cho là đã bí mật hợp tác hơn một năm để phát triển công nghệ “cầu hữu cơ” (organic bridge) cho chuẩn bao gói 2.1D. Mục tiêu là giảm đáng kể chi phí chế tạo chip AI cho trung tâm dữ liệu mà vẫn bảo đảm băng thông kết nối giữa các thành phần.
Cầu hữu cơ thay đổi cách kết nối các die trong bao gói 2.1D
Các giải pháp bao gói 2.5D hiện nay thường dùng cầu silicon, kính hoặc gốm để liên kết các die. Intel EMIB là ví dụ tiêu biểu của hướng tiếp cận dùng silicon bridge. Ưu điểm của vật liệu này là mật độ kết nối cao, nhưng quy trình chế tạo phức tạp, nguyên liệu đắt và dễ chịu tác động từ áp lực chuỗi cung ứng.
Với bao gói 2.1D, cầu silicon được thay bằng vật liệu hữu cơ dựa trên polymer hoặc resin. Vật liệu này tương tự nhóm vật liệu dùng trong bảng mạch in nhưng được thu nhỏ xuống quy mô rất nhỏ. Cầu hữu cơ có thể được tạo qua quy trình đắp lớp phân phối lại (RDL), thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào dây chuyền fab bán dẫn.
Sau đó, cầu được nhúng vào các khoang của đế chip FC-BGA (Flip-Chip Ball Grid Array). Cấu trúc này vừa cách điện vừa tạo đường dẫn tín hiệu tốc độ cao giữa GPU, CPU và các ngăn xếp HBM.
Samsung nhắm tới mật độ kết nối cao trên đế chip hữu cơ
Theo các báo cáo từ chuỗi cung ứng Hàn Quốc, Samsung Electro-Mechanics đang thử nghiệm đế bao gói 2.1D tích hợp organic bridge với 5-7 lớp RDL. Công ty đặt mục tiêu đưa độ rộng đường mạch và khoảng cách giữa các đường dẫn xuống 1,5-2 micromet, trong khi kích thước via khoảng 4-5 micromet.
Mật độ kết nối giữa các die được nhắm tới là khoảng 500-1.000 mối nối trên mỗi milimet. Đây là các mục tiêu kỹ thuật trong giai đoạn phát triển, chưa phải thông số của một sản phẩm thương mại đã hoàn thiện.
Về phía Qualcomm, hãng chip Mỹ được cho là đang hướng tới các bộ xử lý đa die quy mô lớn cho trung tâm dữ liệu và máy chủ AI. Qualcomm đã nộp bằng sáng chế liên quan tới công nghệ cầu nối này từ tháng 10/2024, sau đó tuyển dụng chuyên gia organic bridge tại Hàn Quốc vào đầu năm 2026 để phối hợp với đối tác.
Chi phí và chuỗi cung ứng là động lực chính
Việc chuyển sang organic bridge có thể giúp Samsung Electro-Mechanics và các khách hàng như Qualcomm giảm áp lực chi phí trong khâu đóng gói. Đây cũng là cách để các hãng có thêm lựa chọn thay vì phụ thuộc vào một số công nghệ cầu silicon và hệ sinh thái IP đã được phát triển lâu năm.
Ngoài Qualcomm, một số đối tác công nghệ lớn khác cũng đang tiếp cận Samsung Electro-Mechanics để đánh giá đế bao gói 2.1D. Công ty đang chuẩn bị cả phương án tự sản xuất organic bridge lẫn tìm nguồn cung bên ngoài để tích hợp vào đế FC-BGA.
Trước khi có thể ứng dụng rộng rãi, giải pháp này vẫn phải hoàn tất các bài kiểm tra độ tin cậy từ bộ phận Foundry của Samsung Electronics. Nếu đạt yêu cầu, bao gói 2.1D dùng cầu hữu cơ có thể mở thêm một hướng giảm chi phí và đa dạng hóa chuỗi cung ứng cho chip AI, lĩnh vực đang chịu sức ép lớn vì nhu cầu tăng nhanh.
THEO DÕI CÁC KÊNH CỦA TEKCAFE
- Website: TekCafe.vn
- Fanpage Facebook: facebook.com/tekcafeteam
- YouTube: youtube.com/c/TekCafeTeam
BÀI VIẾT MỚI NHẤT
- Kính AR Snap Specs giá 2.195 USD: bước tiến kỹ thuật, nhưng chưa dành cho số đông
- Slack sắp cho phép người dùng trò chuyện hai chiều bằng giọng nói với Slackbot
- Samsung Display ra mắt OLED M16 sáng 10.000 nits, tiết kiệm điện hơn 30%
- Samsung và Qualcomm thử “cầu hữu cơ” để hạ chi phí chip AI
- Roku có những menu ẩn nào và cách mở chúng bằng điều khiển từ xa?
