Dans le domaine du conditionnement des semi-conducteurs, les processeurs hautes performances utilisent généralement des boîtiers FCBGA (Flip-Chip Ball Grid Array). Étant donné la consommation énergétique importante de ces processeurs, ils nécessitent des systèmes de gestion thermique plus efficaces. Indium (In), connu pour son excellente conductivité thermique, est devenu un substitut idéal potentiel aux Matériaux d'interface thermique (TIM) dans les produits de grand format, promettant une meilleure dissipation de la chaleur.
La croissance du marché FCBGA est tirée par la demande en matière de réseaux, d'automobile, d'IA et de serveurs
En 2023, le marché des boîtiers FCBGA a atteint environ 12,653 milliards de TP4T. Avec une demande continue de secteurs tels que les réseaux, l'automobile, l'intelligence artificielle (IA) et l'infrastructure des serveurs, ce marché devrait atteindre 16,9 milliards de TP4T d'ici 2027, à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 8,81 TP3T.
Le marché des PC devrait croître grâce à la demande générée par l'IA
Selon les recherches de Canalys, les expéditions mondiales de PC ont augmenté de 3,8% au premier trimestre 2024, pour un total de 57,2 millions d'unités. Cette tendance devrait conduire à un total de 265 millions d'unités de PC expédiées d'ici la fin de 2024, ce qui reflète une augmentation de 8% d'une année sur l'autre. Canalys note également que l'IA est susceptible de devenir un moteur important de la croissance du marché des PC, les expéditions mondiales de PC AI devant atteindre 48 millions d'unités cette année, représentant 18% du total des expéditions de PC. D'ici 2025, les expéditions de PC AI devraient dépasser les 100 millions d'unités, soit 40% du marché des PC, avec un TCAC de 44% de 2024 à 2028.
Boîtier de processeur hautes performances : FCBGA + Indium pour une meilleure dissipation de la chaleur
Sur le marché de l'informatique, les ventes de processeurs devraient rebondir en 2024, pour atteindre 1471 milliards de dollars, soit une augmentation de 231 milliards de dollars par rapport à l'année précédente. En outre, les centres de données et les serveurs d'IA connaissent une croissance rapide alimentée par l'économie numérique et l'IA, le marché des GPU devant s'étendre à 1494 milliards de dollars, soit une augmentation de 881 milliards de dollars par rapport à l'année précédente.
De nombreux processeurs hautes performances adoptent un packaging FCBGA associé à des feuilles d'indium, améliorant considérablement la dissipation de la chaleur. Cette structure de packaging est désormais présente dans plusieurs puces PC IA notables, notamment le M1 Pro d'Apple, l'Ultra 9 185H d'Intel et le Ryzen 7735U d'AMD. À mesure que les exigences de calcul et les contraintes de taille des produits évoluent, les fabricants sont susceptibles d'adopter le FCBGA + indium avec un packaging MCM (module multipuce), comme le montre le modèle Ultra 9 185H d'Intel.
Marché des PC IA : l'essor des puces IA et les principaux acteurs du secteur
Comme pour les PC traditionnels, le composant principal d’un PC IA est la puce. Cependant, les PC IA nécessitent une puissance de calcul bien plus importante, marquant ainsi une nouvelle ère sur le marché des puces. Des entreprises leaders, dont NVIDIA, Intel et Qualcomm, se positionnent comme des précurseurs dans cette tendance émergente des PC IA, alimentant les demandes d’innovation et de performances.
Packaging du serveur AI : optimisation de la puissance pour la formation et l'inférence
Dans l'architecture des serveurs d'IA, le matériel comprend généralement des processeurs hautes performances, des GPU, des TPU, des accélérateurs d'IA dédiés et des ressources de mémoire et de stockage importantes. Les puces des serveurs d'IA sont généralement divisées en types d'entraînement et d'inférence. Les puces axées sur l'inférence sont souvent conditionnées avec FCBGA + indium, tandis que les puces d'entraînement utilisent généralement FCBGA + MCM + indium, offrant une gestion améliorée de la chaleur.
Le rôle des emballages ADAS et FCBGA dans la conduite autonome
La conduite autonome est également un moteur de croissance important pour le marché des boîtiers FCBGA. Sur le marché mondial, les ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) sont menés par des entreprises comme NVIDIA, Qualcomm et Mobileye, tandis que des acteurs nationaux comme Horizon Robotics et Black Sesame Technology progressent. De nombreuses puces ADAS, notamment les SoC à calcul central à haute puissance de calcul (visant plus de 1 000 TOPS), s'appuient sur un boîtier FCBGA + indium pour répondre à des normes rigoureuses de gestion thermique, de puissance de traitement et de fiabilité.
Conclusion : le packaging FCBGA + Indium établit la norme pour les futurs processeurs
Alors que la demande en dispositifs hautes performances pilotés par l'IA augmente dans tous les secteurs, le packaging FCBGA, notamment en combinaison avec l'indium, se positionne comme une innovation essentielle. Cette approche de packaging répond aux exigences croissantes du traitement haute puissance tout en garantissant une efficacité thermique supérieure, permettant l'informatique de nouvelle génération pour l'IA, les centres de données, la conduite autonome, etc.