Trong đóng gói bán dẫn, bộ xử lý hiệu suất cao thường sử dụng đóng gói FCBGA (Flip-Chip Ball Grid Array). Do mức tiêu thụ điện năng đáng kể của các bộ xử lý này, chúng đòi hỏi hệ thống quản lý nhiệt hiệu quả hơn. Indi (In), được biết đến với khả năng dẫn nhiệt tuyệt vời, đã nổi lên như một sự thay thế lý tưởng tiềm năng cho vật liệu truyền thống vật liệu giao diện nhiệt (TIM) trong các sản phẩm đóng gói lớn, hứa hẹn khả năng tản nhiệt tốt hơn.
Tăng trưởng thị trường FCBGA được thúc đẩy bởi nhu cầu về mạng, ô tô, AI và máy chủ
Vào năm 2023, thị trường bao bì FCBGA đạt khoảng $12,653 tỷ. Với nhu cầu liên tục từ các lĩnh vực như mạng lưới, ô tô, trí tuệ nhân tạo (AI) và cơ sở hạ tầng máy chủ, thị trường này dự kiến sẽ tăng trưởng lên $16,9 tỷ vào năm 2027, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 8,8%.
Thị trường PC dự kiến sẽ tăng trưởng với nhu cầu do AI thúc đẩy
Theo nghiên cứu của Canalys, lô hàng PC toàn cầu đã tăng 3,8% trong quý 1 năm 2024, đạt tổng cộng 57,2 triệu chiếc. Xu hướng này dự kiến sẽ dẫn đến tổng cộng 265 triệu chiếc PC được xuất xưởng vào cuối năm 2024, phản ánh mức tăng 8% theo năm. Canalys cũng lưu ý rằng AI có khả năng trở thành động lực quan trọng cho sự tăng trưởng của thị trường PC, với lô hàng PC AI toàn cầu dự kiến sẽ đạt 48 triệu chiếc trong năm nay, chiếm 18% trong tổng số lô hàng PC. Đến năm 2025, lô hàng PC AI dự kiến sẽ vượt quá 100 triệu chiếc, chiếm 40% của thị trường PC, với CAGR là 44% từ năm 2024 đến năm 2028.
Bộ xử lý hiệu suất cao đóng gói: FCBGA + Indium cho khả năng tản nhiệt vượt trội
Trên thị trường máy tính, doanh số CPU dự kiến sẽ phục hồi vào năm 2024, đạt $71 tỷ—tăng 23% so với cùng kỳ năm trước. Ngoài ra, các trung tâm dữ liệu và máy chủ AI đang tăng trưởng nhanh chóng nhờ nền kinh tế kỹ thuật số và AI, với thị trường GPU dự kiến sẽ mở rộng lên $94 tỷ, tăng 88% so với năm trước.
Nhiều bộ xử lý hiệu suất cao đang áp dụng đóng gói FCBGA kết hợp với các tấm indium, giúp tăng đáng kể khả năng tản nhiệt. Cấu trúc đóng gói này hiện được thấy trong một số chip PC AI đáng chú ý, bao gồm M1 Pro của Apple, Ultra 9 185H của Intel và Ryzen 7735U của AMD. Khi các yêu cầu tính toán và hạn chế về kích thước sản phẩm phát triển, các nhà sản xuất có khả năng sẽ áp dụng đóng gói FCBGA + indium với MCM (mô-đun đa chip), như được thấy trong mẫu Ultra 9 185H của Intel.
Thị trường PC AI: Sự trỗi dậy của chip AI và các công ty lớn trong ngành
Giống như PC truyền thống, thành phần cốt lõi của PC AI là chip. Tuy nhiên, PC AI đòi hỏi sức mạnh tính toán lớn hơn rất nhiều, đánh dấu một kỷ nguyên mới trên thị trường chip. Các công ty hàng đầu, bao gồm NVIDIA, Intel và Qualcomm, đang định vị mình là những người đi đầu trong xu hướng PC AI mới nổi này, thúc đẩy nhu cầu về cải tiến và hiệu suất.
AI Server Packaging: Tối ưu hóa năng lượng cho đào tạo và suy luận
Trong kiến trúc máy chủ AI, phần cứng thường bao gồm CPU, GPU, TPU, bộ tăng tốc AI chuyên dụng và bộ nhớ và tài nguyên lưu trữ đáng kể. Chip máy chủ AI thường được chia thành các loại đào tạo và suy luận. Chip tập trung vào suy luận thường được đóng gói với FCBGA + indium, trong khi chip đào tạo thường sử dụng FCBGA + MCM + indium, cung cấp khả năng quản lý nhiệt được cải thiện.
Vai trò của ADAS và FCBGA Packaging trong việc lái xe tự động
Lái xe tự động cũng là động lực tăng trưởng đáng kể cho thị trường đóng gói FCBGA. Trên thị trường toàn cầu, ADAS (Hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến) được dẫn đầu bởi các công ty như NVIDIA, Qualcomm và Mobileye, với các công ty trong nước như Horizon Robotics và Black Sesame Technology đang có những bước tiến. Nhiều chip ADAS, bao gồm cả SoC tính toán trung tâm có khả năng tính toán cao (nhắm mục tiêu hơn 1000 TOPS), dựa vào đóng gói FCBGA + indium để đáp ứng các tiêu chuẩn quản lý nhiệt, công suất xử lý và độ tin cậy nghiêm ngặt.
Kết luận: Bao bì FCBGA + Indium đặt ra tiêu chuẩn cho các bộ xử lý trong tương lai
Khi nhu cầu về các thiết bị hiệu suất cao, do AI điều khiển ngày càng tăng trong các ngành công nghiệp, bao bì FCBGA, đặc biệt là khi kết hợp với indium, được định vị là một cải tiến quan trọng. Phương pháp đóng gói này đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của quá trình xử lý công suất cao đồng thời đảm bảo hiệu suất nhiệt vượt trội, cho phép điện toán thế hệ tiếp theo cho AI, trung tâm dữ liệu, lái xe tự động, v.v.