V polovodičových obaloch vysokovýkonné procesory bežne používajú obaly FCBGA (Flip-Chip Ball Grid Array). Vzhľadom na značnú spotrebu energie týchto procesorov vyžadujú efektívnejšie systémy riadenia teploty. Indium (In), známy pre svoju vynikajúcu tepelnú vodivosť, sa ukázal ako potenciálna ideálna náhrada za tradičné materiály tepelného rozhrania (TIM) vo veľkých baleniach produktov, ktoré sľubujú zvýšený odvod tepla.
Rast trhu FCBGA poháňaný sieťami, automobilovým priemyslom, AI a dopytom po serveroch
V roku 2023 dosiahol trh s obalmi FCBGA približne $12,653 miliardy. S pokračujúcim dopytom zo sektorov, ako sú siete, automobilový priemysel, umelá inteligencia (AI) a serverová infraštruktúra, sa predpokladá, že tento trh do roku 2027 vzrastie na $16,9 miliardy pri zloženom ročnom raste (CAGR) 8,8%.
Očakáva sa, že trh s počítačmi porastie s dopytom poháňaným umelou inteligenciou
Podľa prieskumu Canalys sa globálne dodávky PC zvýšili o 3,81 TP3T v Q1 2024, čo predstavuje celkovo 57,2 milióna kusov. Očakáva sa, že tento trend povedie do konca roka 2024 k celkovo 265 miliónom dodaným PC jednotiek, čo odráža medziročný nárast 8%. Canalys tiež poznamenáva, že AI sa pravdepodobne stane významnou hnacou silou rastu trhu s počítačmi, pričom sa predpokladá, že celosvetové dodávky počítačov s umelou inteligenciou tento rok dosiahnu 48 miliónov kusov, čo predstavuje 181 TP3T z celkového počtu dodaných počítačov. Očakáva sa, že do roku 2025 dodávky počítačov s umelou inteligenciou prekročia 100 miliónov kusov, čo predstavuje 40% trhu s počítačmi, s CAGR 44% od roku 2024 do roku 2028.
Balenie vysokovýkonného procesora: FCBGA + Indium pre vynikajúci odvod tepla
Na trhu s výpočtovou technikou sa očakáva, že predaj CPU sa v roku 2024 opäť zvýši a dosiahne $71 miliárd, čo je medziročný nárast o 23%. Okrem toho dátové centrá a servery AI zažívajú rýchly rast poháňaný digitálnou ekonomikou a AI, pričom sa predpokladá, že trh s GPU sa rozšíri na $94 miliárd, čo je o 88% viac ako v predchádzajúcom roku.
Mnoho vysokovýkonných procesorov používa obal FCBGA v kombinácii s indium listami, čo výrazne zvyšuje odvod tepla. Táto štruktúra balenia je teraz viditeľná v niekoľkých pozoruhodných AI PC čipoch, vrátane Apple M1 Pro, Intel Ultra 9 185H a AMD Ryzen 7735U. Ako sa vyvíjajú výpočtové požiadavky a obmedzenia veľkosti produktu, výrobcovia pravdepodobne prijmú FCBGA + indium s balením MCM (multi-chip module), ako je vidieť na modeli Intel Ultra 9 185H.
AI PC Market: Vzostup AI čipov a hlavných hráčov v priemysle
Rovnako ako tradičné počítače, základnou súčasťou počítača s AI je čip. Počítače s umelou inteligenciou však vyžadujú oveľa viac výpočtového výkonu, čo znamená novú éru na trhu s čipmi. Popredné spoločnosti, vrátane NVIDIA, Intel a Qualcomm, sa umiestňujú ako priekopníci v tomto nastupujúcom trende AI PC, čím podporujú inovácie a požiadavky na výkon.
AI Server Packaging: Optimalizácia výkonu pre školenie a odvodenie
V architektúre serverov AI hardvér zvyčajne zahŕňa vysokovýkonné CPU, GPU, TPU, dedikované akcelerátory AI a značné pamäťové a úložné zdroje. Čipy serverov AI sa vo všeobecnosti delia na typy školenia a odvodzovania. Čipy zamerané na odvodenie sú často balené s FCBGA + indium, zatiaľ čo tréningové čipy zvyčajne používajú FCBGA + MCM + indium, čo poskytuje vylepšené riadenie tepla.
Úloha ADAS a FCBGA Packaging v autonómnom riadení
Autonómne riadenie je tiež významným hnacím motorom rastu na trhu s obalmi FCBGA. Na globálnom trhu vedú ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) spoločnosti ako NVIDIA, Qualcomm a Mobileye, pričom domáci hráči ako Horizon Robotics a Black Sesame Technology robia pokroky. Mnoho čipov ADAS, vrátane vysokovýkonných centrálnych výpočtových SoC (zameraných na viac ako 1 000 TOP), sa spolieha na balenie FCBGA + indium, ktoré spĺňa prísne normy tepelného manažmentu, výkonu spracovania a spoľahlivosti.
Záver: FCBGA + Indium Packaging nastavuje štandard pre budúce procesory
Keďže dopyt po vysokovýkonných zariadeniach poháňaných umelou inteligenciou rastie naprieč odvetviami, obaly FCBGA, najmä v kombinácii s indiom, sú kritickou inováciou. Tento prístup k baleniu spĺňa rastúce požiadavky na vysokovýkonné spracovanie a zároveň zabezpečuje vynikajúcu tepelnú účinnosť, čo umožňuje výpočtovú techniku novej generácie pre AI, dátové centrá, autonómne riadenie a ďalšie.