Bei Halbleitergehäusen für Hochleistungsprozessoren wird häufig das FCBGA-Gehäuse (Flip-Chip Ball Grid Array) verwendet. Angesichts des erheblichen Stromverbrauchs dieser Prozessoren sind effizientere Wärmemanagementsysteme erforderlich. Indium (In), bekannt für seine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, hat sich als potenzieller idealer Ersatz für traditionelle Wärmeleitmaterialien (TIM) in Produkten mit großen Gehäusen und versprechen eine verbesserte Wärmeableitung.
Wachstum des FCBGA-Marktes durch Nachfrage nach Netzwerken, Automobilen, KI und Servern vorangetrieben
Im Jahr 2023 erreichte der FCBGA-Verpackungsmarkt etwa $12,653 Milliarden. Bei anhaltender Nachfrage aus Sektoren wie Netzwerk, Automobil, künstliche Intelligenz (KI) und Serverinfrastruktur wird dieser Markt voraussichtlich bis 2027 auf $16,9 Milliarden wachsen, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 8,8%.
PC-Markt dürfte dank KI-getriebener Nachfrage wachsen
Laut einer Studie von Canalys stiegen die weltweiten PC-Lieferungen im 1. Quartal 2024 um 3,81 TP3T auf insgesamt 57,2 Millionen Einheiten. Dieser Trend dürfte bis Ende 2024 zu insgesamt 265 Millionen ausgelieferten PC-Einheiten führen, was einer Steigerung von 81 TP3T gegenüber dem Vorjahr entspricht. Canalys weist auch darauf hin, dass KI wahrscheinlich zu einem bedeutenden Wachstumstreiber für den PC-Markt werden wird. Die weltweiten Lieferungen von KI-PCs werden in diesem Jahr voraussichtlich 48 Millionen Einheiten erreichen, was 181 TP3T der gesamten PC-Lieferungen ausmacht. Bis 2025 werden die Lieferungen von KI-PCs voraussichtlich 100 Millionen Einheiten übersteigen und 401 TP3T des PC-Marktes ausmachen, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 441 TP3T von 2024 bis 2028.
Hochleistungsprozessorgehäuse: FCBGA + Indium für optimale Wärmeableitung
Auf dem Computermarkt wird erwartet, dass sich die CPU-Verkäufe im Jahr 2024 erholen und $71 Milliarden erreichen – ein Anstieg von 23% im Vergleich zum Vorjahr. Darüber hinaus verzeichnen Rechenzentren und KI-Server ein rasantes Wachstum, das durch die digitale Wirtschaft und KI vorangetrieben wird. Der GPU-Markt soll auf $94 Milliarden wachsen, ein Anstieg von 88% im Vergleich zum Vorjahr.
Viele Hochleistungsprozessoren verwenden FCBGA-Gehäuse in Kombination mit Indiumplatten, was die Wärmeableitung deutlich verbessert. Diese Gehäusestruktur ist jetzt in mehreren namhaften KI-PC-Chips zu sehen, darunter Apples M1 Pro, Intels Ultra 9 185H und AMDs Ryzen 7735U. Da sich die Rechenleistungsanforderungen und Produktgrößenbeschränkungen weiterentwickeln, werden Hersteller wahrscheinlich FCBGA + Indium mit MCM-Gehäusen (Multi-Chip-Modul) verwenden, wie es bei Intels Modell Ultra 9 185H der Fall ist.
KI-PC-Markt: Der Aufstieg von KI-Chips und wichtigen Akteuren der Branche
Wie bei herkömmlichen PCs ist der Chip die Kernkomponente eines KI-PCs. KI-PCs benötigen jedoch wesentlich mehr Rechenleistung und markieren damit eine neue Ära auf dem Chipmarkt. Führende Unternehmen wie NVIDIA, Intel und Qualcomm positionieren sich als Vorreiter dieses aufkommenden KI-PC-Trends und treiben Innovation und Leistungsanforderungen voran.
AI-Server-Paketierung: Leistungsoptimierung für Training und Inferenz
In der KI-Serverarchitektur umfasst die Hardware normalerweise Hochleistungs-CPUs, GPUs, TPUs, dedizierte KI-Beschleuniger sowie umfangreiche Speicher- und Speicherressourcen. KI-Serverchips werden im Allgemeinen in Trainings- und Inferenztypen unterteilt. Inferenzorientierte Chips werden häufig mit FCBGA + Indium verpackt, während Trainingschips normalerweise FCBGA + MCM + Indium verwenden, was ein verbessertes Wärmemanagement bietet.
ADAS und FCBGA – Die Rolle der Verpackung beim autonomen Fahren
Autonomes Fahren ist auch ein bedeutender Wachstumstreiber für den FCBGA-Gehäusemarkt. Auf dem Weltmarkt werden ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) von Unternehmen wie NVIDIA, Qualcomm und Mobileye angeführt, wobei auch inländische Akteure wie Horizon Robotics und Black Sesame Technology Fortschritte machen. Viele ADAS-Chips, darunter hochleistungsfähige SoCs für zentrales Computing (mit über 1000 TOPS), verlassen sich auf FCBGA + Indium-Gehäuse, um strenge Standards für Wärmemanagement, Verarbeitungsleistung und Zuverlässigkeit zu erfüllen.
Fazit: FCBGA + Indium-Gehäuse setzen den Standard für zukünftige Prozessoren
Da die Nachfrage nach leistungsstarken, KI-gesteuerten Geräten branchenübergreifend wächst, gilt die FCBGA-Verpackung, insbesondere in Kombination mit Indium, als entscheidende Innovation. Dieser Verpackungsansatz erfüllt die steigenden Anforderungen an die Hochleistungsverarbeitung und gewährleistet gleichzeitig eine überlegene thermische Effizienz und ermöglicht so Computing der nächsten Generation für KI, Rechenzentren, autonomes Fahren und mehr.