Nel packaging dei semiconduttori, i processori ad alte prestazioni utilizzano comunemente il packaging FCBGA (Flip-Chip Ball Grid Array). Dato il notevole consumo energetico di questi processori, richiedono sistemi di gestione termica più efficienti. Indio (In), noto per la sua eccellente conduttività termica, è emerso come un potenziale sostituto ideale per i materiali tradizionali materiali di interfaccia termica (TIM) nei prodotti di grandi dimensioni, promettendo una migliore dissipazione del calore.
Crescita del mercato FCBGA guidata dalla domanda di reti, automotive, intelligenza artificiale e server
Nel 2023, il mercato degli imballaggi FCBGA ha raggiunto circa $12,653 miliardi. Con la continua domanda da settori quali networking, automotive, intelligenza artificiale (AI) e infrastruttura server, si prevede che questo mercato crescerà fino a $16,9 miliardi entro il 2027, a un tasso di crescita annuale composto (CAGR) di 8,8%.
Si prevede che il mercato dei PC crescerà grazie alla domanda guidata dall'intelligenza artificiale
Secondo la ricerca Canalys, le spedizioni globali di PC sono aumentate di 3,8% nel primo trimestre del 2024, per un totale di 57,2 milioni di unità. Si prevede che questa tendenza porterà a un totale di 265 milioni di unità di PC spedite entro la fine del 2024, riflettendo un aumento di 8% anno su anno. Canalys nota anche che l'intelligenza artificiale diventerà probabilmente un motore significativo per la crescita del mercato dei PC, con spedizioni globali di PC AI previste per raggiungere 48 milioni di unità quest'anno, rappresentando 18% delle spedizioni totali di PC. Entro il 2025, si prevede che le spedizioni di PC AI supereranno i 100 milioni di unità, costituendo 40% del mercato dei PC, con un CAGR di 44% dal 2024 al 2028.
Packaging del processore ad alte prestazioni: FCBGA + indio per una dissipazione del calore superiore
Nel mercato informatico, si prevede che le vendite di CPU rimbalzeranno nel 2024, raggiungendo $71 miliardi, un aumento di 23% anno su anno. Inoltre, i data center e i server AI stanno vivendo una rapida crescita alimentata dall'economia digitale e dall'AI, con il mercato GPU che dovrebbe espandersi a $94 miliardi, in aumento di 88% rispetto all'anno precedente.
Molti processori ad alte prestazioni stanno adottando il packaging FCBGA combinato con fogli di indio, migliorando significativamente la dissipazione del calore. Questa struttura di packaging è ora visibile in diversi chip AI PC degni di nota, tra cui M1 Pro di Apple, Ultra 9 185H di Intel e Ryzen 7735U di AMD. Con l'evoluzione dei requisiti computazionali e dei vincoli di dimensioni dei prodotti, è probabile che i produttori adottino FCBGA + indio con packaging MCM (modulo multi-chip), come si vede nel modello Ultra 9 185H di Intel.
Mercato PC AI: l'ascesa dei chip AI e dei principali attori del settore
Come i PC tradizionali, il componente principale di un PC AI è il chip. Tuttavia, i PC AI richiedono una potenza di calcolo molto maggiore, segnando una nuova era nel mercato dei chip. Le aziende leader, tra cui NVIDIA, Intel e Qualcomm, si stanno posizionando come leader in questa tendenza emergente dei PC AI, alimentando l'innovazione e le richieste di prestazioni.
Packaging del server AI: ottimizzazione della potenza per la formazione e l'inferenza
Nell'architettura del server AI, l'hardware in genere include CPU ad alte prestazioni, GPU, TPU, acceleratori AI dedicati e risorse di memoria e storage sostanziali. I chip del server AI sono generalmente divisi in tipi di training e inferenza. I chip focalizzati sull'inferenza sono spesso confezionati con FCBGA + indio, mentre i chip di training solitamente utilizzano FCBGA + MCM + indio, fornendo una migliore gestione del calore.
ADAS e il ruolo del packaging FCBGA nella guida autonoma
La guida autonoma è anche un importante motore di crescita per il mercato del packaging FCBGA. Nel mercato globale, gli ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) sono guidati da aziende come NVIDIA, Qualcomm e Mobileye, con attori nazionali come Horizon Robotics e Black Sesame Technology che stanno facendo passi da gigante. Molti chip ADAS, tra cui i SoC di elaborazione centrale ad alta capacità di calcolo (che mirano a oltre 1000 TOPS), si basano sul packaging FCBGA + indio per soddisfare rigorosi standard di gestione termica, potenza di elaborazione e affidabilità.
Conclusione: il packaging FCBGA + Indium stabilisce lo standard per i futuri processori
Poiché la domanda di dispositivi ad alte prestazioni basati sull'intelligenza artificiale cresce in tutti i settori, il packaging FCBGA, specialmente in combinazione con l'indio, si posiziona come un'innovazione critica. Questo approccio al packaging soddisfa le crescenti richieste di elaborazione ad alta potenza, garantendo al contempo un'efficienza termica superiore, consentendo l'elaborazione di nuova generazione per l'intelligenza artificiale, i data center, la guida autonoma e altro ancora.