TSMC'de Verim %98'i Aştı: 5,5 Kat Retikül CoWoS'ta Seri Üretim Başladı

Tayvanlı çip devi TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, TSM), 5,5 kat retikül boyutundaki CoWoS ileri paketleme teknolojisinde seri üretime geçti ve verimi yüzde 98'in üzerine çıkardı. Şirket, büyük yapay zeka (AI) paketlerinin üretiminde bir sonraki darboğazın bellek ve ABF altlık tedarikinde yaşanacağını işaret etti.

TSMC İleri Paketleme Başkan Yardımcısı Ho Chun (何軍), 11'inde (yerel saatle) yaptığı kamuya açık açıklamada, "5,5 kat retikül boyutundaki CoWoS ürünü resmi seri üretime girdi ve verim istikrarlı biçimde yüzde 98'i aştı" dedi. ABMedia'ya göre, bazı yapay zeka müşterilerine ait ürünlerde verim yüzde 99'u geçiyor.

CoWoS, grafik işlemci (GPU) gibi işlem çipleri ile yüksek bant genişlikli bellek (HBM) modüllerini bir silikon ara katman (interposer) üzerinden birbirine bağlayan 2,5 boyutlu ileri paketleme teknolojisi olarak tanımlanıyor. Paket alanı büyüdükçe tek bir üründe daha fazla işlem çipi ve HBM bir arada konumlandırılabiliyor.

5,5 kat retikül boyutundaki CoWoS, işlem gücünü artırmak amacıyla çiplet sayısını ve bellek kapasitesini yükselten yapay zeka hızlandırıcı tasarımlarına yanıt veren bir ürün olarak öne çıkıyor.

Ho Chun, son üç yılda TSMC'nin CoWoS üretim kapasitesinin neredeyse her yıl iki katına çıktığını belirtti. Şirket şu anda dünya genelinde 10 ileri paketleme tesisi işletiyor ve toplam arzın müşteri talebine oldukça yaklaştığını, ancak talebi tam anlamıyla karşılamadığını aktardı.

TSMC, kapasite yetersizliğine karşı süreç bazında dış işbirliğini de genişletiyor. TokenPost daha önce, TSMC'nin CoWoS kapsamında çip ile ara katmanı birleştiren CoW sürecinde dış kaynak kullanımını artırmayı planladığını aktarmıştı.

CoWoS verimi istikrar kazandıkça tedarik zincirindeki baskı bellek ve altlık (substrate) temininde yoğunlaşıyor. Ho Chun, önümüzdeki birkaç yıl boyunca yapay zeka tedarik zincirinin hem bellek hem de ABF altlık kıtlığı baskısıyla karşı karşıya kalacağını söyledi.

ABF altlık, büyük işlem çipleri ile belleği devre kartına bağlayan yüksek performanslı bir yarı iletken altlık türü. Yapay zeka paketleri büyüdükçe altlığın yüzey alanı ve düzlüğü, ısıl ve mekanik deformasyonu bir arada yönetilmesi gereken unsurlar arasında yer alıyor.

Müşteriler altlık tedarikini güvence altına almak için birden fazla tedarikçiden ürün temin ediyor. Ancak her tedarikçinin ısıl genleşme katsayısı ve mekanik özellikleri farklı olduğundan paketin düzlemsellik (coplanarity) yönetimi ve verim elde etme süreci daha da zorlaşıyor diye açıkladı Ho Chun.

TSMC, CoWoS boyutunu 14 kat retikül düzeyine çıkarma çalışmalarını da sürdürüyor. Ho Chun bu açıklamasında 2029 yılını 14 kat retikül hedefi olarak öne sürdü. Şirket daha önce düzenlediği bir teknoloji sempozyumunda 2028'de 14 kat retikül ürününü, 2029'da ise bunu aşan bir ürün ailesini tanıtmıştı.

Paket büyüdükçe daha fazla HBM ve çiplet bir araya getirilebiliyor, fakat yalnızca paketin kendi verimiyle ürün kalitesini garanti etmek giderek zorlaşıyor. Altlık, baskılı devre kartı (PCB), ısı dağıtım yapısı ve tamamlanmış sistemin mekanik özelliklerinin de birlikte uyumlu hale getirilmesi gerekiyor.

TSMC, üç boyutlu istifleme teknolojisi SoIC üzerindeki çalışmalarını da paralel olarak yürütüyor. Ho Chun, 6 mikrometre bağlama aralığının geçen yıl seri üretime girdiğini, 2029'da bu değerin 4,5 mikrometreye indirilerek A14 çip üzerine doğrudan A14 çip istiflenen bir yapının hedeflendiğini açıkladı.

TSMC, CoWoS boyutu 3 kat retikülü aştığında paket, devre kartı, ısı dağıtım yapısı ve sistem arasındaki etkileşimin karmaşıklaştığını belirtiyor. Bu nedenle çip, paket, altlık, PCB ve ısıl tasarımı seri üretim öncesinden itibaren birlikte optimize eden sistem-teknoloji ortak optimizasyonu (STCO) yaklaşımını uyguluyor.

Aynı çipin farklı sistemlere entegre edildiği durumlarda, bileşen doğrulama aşamasında ortaya çıkmayan kalıp kenarı hasarlarının görüldüğü örnekler de paylaşıldı. TSMC, bu sorunlara karşı müşterileriyle birlikte PCB yerleşimini, pasif bileşen konfigürasyonunu ve üretim sürecini yeniden düzenleyerek çözüm üretti.

TSMC, teknoloji, üretim ve müşteri organizasyonlarının eş zamanlı çalıştığı paralel geliştirme modeline geçiyor ve seri üretimden altı çeyrek önce sistem sınır koşullarını açıklamayı planlıyor. Ho Chun, büyük yapay zeka sistemleri için doğrulama standartlarının ve tedarik zinciri yönetim yöntemlerinin Açık Bilgi İşlem Projesi (OCP) aracılığıyla ortaklaşa belirlenmesi gerektiğini söyledi.