ASE | 通過先進(jìn)封裝技術(shù)推動(dòng)人工智能經(jīng)濟(jì)發(fā)展

逍遙設(shè)計(jì)自動(dòng)化

引言
! Q( n4 b3 [6 J  e2 m0 h+ C$ a3 L2 G世界正從互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)向人工智能經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，人工智能正逐步與生活的每個(gè)方面深度融合。這種轉(zhuǎn)變?yōu)榘雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來機(jī)遇與挑戰(zhàn)，特別是在滿足日益增長的計(jì)算能力需求的同時(shí)，還需維持效率和可持續(xù)性[1]。


技術(shù)需求的演進(jìn)
% Y9 @* u6 v4 p! p% d! _半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在不同技術(shù)時(shí)代經(jīng)歷了顯著增長。從五十年前航空航天產(chǎn)業(yè)僅需數(shù)千個(gè)單位，到移動(dòng)電話革命時(shí)期激增至20億個(gè)單位。智能物聯(lián)網(wǎng)器件的出現(xiàn)進(jìn)一步將需求擴(kuò)大到100億個(gè)單位。展望未來，人工智能時(shí)代預(yù)計(jì)將推動(dòng)更大需求，在相對較短時(shí)間內(nèi)可能增長到300億個(gè)單位。
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這種指數(shù)級增長由新興的人機(jī)-機(jī)人（PMMP）通信模式推動(dòng)，移動(dòng)器件通過與多個(gè)服務(wù)器和云端交互運(yùn)行人工智能應(yīng)用，提供實(shí)時(shí)服務(wù)。這些持續(xù)的機(jī)器對機(jī)器連接正推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)邁向預(yù)計(jì)1萬億美元的市場規(guī)模。
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6 d' p/ A$ o: M4 m人工智能時(shí)代的挑戰(zhàn)
進(jìn)入人工智能時(shí)代，出現(xiàn)了幾個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)性能需求急劇增加，僅在兩年內(nèi)（2021-2022）就增長了6.8到11倍，顯著超過摩爾定律中每18個(gè)月晶體管數(shù)量翻倍的傳統(tǒng)速度。


2 r& \+ y0 O& |4 o) f" a能源消耗是另一個(gè)重要挑戰(zhàn)。未來達(dá)到澤字節(jié)規(guī)模的數(shù)據(jù)中心可能消耗高達(dá)500兆瓦的電力，相當(dāng)于一座核電站輸出量的一半。這種能源消耗水平不可持續(xù)，需要?jiǎng)?chuàng)新解決方案提高能源效率。
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成本仍是行業(yè)的重要問題。5納米先進(jìn)集成電路設(shè)計(jì)的開發(fā)成本現(xiàn)已接近5億美元，許多企業(yè)難以承受。這種成本壁壘突顯了對更高效、更易獲得解決方案的需求。
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先進(jìn)封裝解決方案與VIPack?技術(shù)
通過先進(jìn)封裝實(shí)現(xiàn)的異構(gòu)集成成為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的關(guān)鍵解決方案。這種方法能夠?qū)⒉煌�材料、工藝�?jié)點(diǎn)和技術(shù)的組件集成到更高層次的Assembly中，如Chiplet、系統(tǒng)級封裝和模塊。該技術(shù)不僅提高了功能密度、降低了每項(xiàng)功能的成本，還為系統(tǒng)架構(gòu)師提供了創(chuàng)造創(chuàng)新解決方案的靈活性。
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4 A( w2 y! D+ o$ i+ B4 [, P6 K下一代三維異構(gòu)集成架構(gòu)VIPack?包含六個(gè)核心封裝技術(shù)支柱，包括基于高密度重布線層的FOPoP、FOCoS、FOCoS-Bridge和FOSiP，以及基于TSV的2.5D/3D IC和集成光電子處理能力。這個(gè)全面的解決方案最大限度地提高時(shí)鐘速度和性能，同時(shí)優(yōu)化協(xié)同設(shè)計(jì)時(shí)間和開發(fā)周期。

為支持這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，與Cadence、Synopsys和Xilinx等領(lǐng)先EDA供應(yīng)商合作開發(fā)了集成設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)?（IDE）。這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)使客戶能夠更高效地設(shè)計(jì)封裝解決方案，加快產(chǎn)品上市速度。
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未來展望
% X) ^/ k" I! I人工智能經(jīng)濟(jì)的增長潛力巨大，預(yù)計(jì)達(dá)到1萬億美元的半導(dǎo)體市場僅是開始。通過先進(jìn)封裝解決方案和持續(xù)創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)正在突破可能性的邊界，塑造人工智能經(jīng)濟(jì)的未來。
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5 g; F, A$ Z3 v- v5 e0 \隨著發(fā)展，通過先進(jìn)封裝實(shí)現(xiàn)的異構(gòu)集成將繼續(xù)在推動(dòng)人工智能經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型中發(fā)揮核心作用。通過為人工智能芯片架構(gòu)師提供創(chuàng)新解決方案來優(yōu)化芯片布局的性能和能源效率，產(chǎn)業(yè)已做好準(zhǔn)備滿足人工智能和高性能計(jì)算應(yīng)用不斷發(fā)展的需求。
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邁向人工智能驅(qū)動(dòng)的未來之路帶來挑戰(zhàn)與機(jī)遇，但通過半導(dǎo)體技術(shù)和先進(jìn)封裝解決方案的持續(xù)創(chuàng)新，我們已準(zhǔn)備好在保持可持續(xù)性和效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)人工智能的真正潛力。
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參考文獻(xiàn)
[1] Y. Chang, "Accelerating the AI Economy through Heterogeneous Integration," ASE Blog, ASE Global, Dec. 1, 2024. [Online]. Available: https://ase.aseglobal.com/blog/technology/accelerating-ai-economy-through-hi/ (accessed Dec. 1, 2024).

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$ n* o: ^7 n  J) O6 w1 \1 {深圳逍遙科技有限公司（Latitude Design Automation Inc.）是一家專注于半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）的高科技軟件公司。我們自主開發(fā)特色工藝芯片設(shè)計(jì)和仿真軟件，提供成熟的設(shè)計(jì)解決方案如PIC Studio、MEMS Studio和Meta Studio，分別針對光電芯片、微機(jī)電系統(tǒng)、超透鏡的設(shè)計(jì)與仿真。我們提供特色工藝的半導(dǎo)體芯片集成電路版圖、IP和PDK工程服務(wù)，廣泛服務(wù)于光通訊、光計(jì)算、光量子通信和微納光子器件領(lǐng)域的頭部客戶。逍遙科技與國內(nèi)外晶圓代工廠及硅光/MEMS中試線合作，推動(dòng)特色工藝半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，致力于為客戶提供前沿技術(shù)與服務(wù)。

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