Intel’den TSMC’ye Karşı EMIB-T Hamlesi

Intel, gelişmiş çip paketleme pazarında TSMC’nin CoWoS teknolojisine karşı rekabeti büyütüyor. Tam boyutlu ara katmanlar yerine paket alt tabakasına gömülen küçük silikon köprülerden yararlanan EMIB-T, tasarıma bağlı olarak paketleme maliyetini yüzde 40 ila 50 azaltabiliyor. Teknolojinin yüksek hacimli üretimi ve müşteri sevkiyatları için 2027 takvimi belirlendi.

EMIB-T Teknolojisi Nasıl Çalışıyor?

Açılımı Embedded Multi-die Interconnect Bridge olan EMIB, farklı üretim süreçlerinden çıkan işlem, bellek ve giriş-çıkış yongalarının aynı paket üzerinde birleştirilmesini sağlıyor. Teknolojinin temelinde organik paket alt tabakasına gömülen küçük silikon köprüler bulunuyor. Bu köprüler yalnızca yongaların yüksek hızlı iletişim kurması gereken noktalara yerleştiriliyor ve mantık yongaları ile HBM bellekler arasında yüksek yoğunluklu bağlantılar kuruluyor. Böylece tam boyutlu bir silikon ara katmanın getirdiği maliyet ve alan dezavantajları ortadan kalkıyor. Standart EMIB, 2017’den bu yana seri üretimde kullanılıyor.

Varyantlar Arasındaki Fark Ne?

Şirketin paketleme ailesinde standart sürümün yanı sıra EMIB-M ve EMIB-T seçenekleri bulunuyor. EMIB-M, silikon köprüye entegre edilen metal-yalıtkan-metal kapasitörlerden yararlanıyor. EMIB-T ise köprüye TSV adı verilen dikey silikon bağlantıları ekliyor. Bu bağlantılar gücün paket alt tabakasından doğrudan üstteki yongalara taşınmasına, daha kısa güç yolları kurulmasına ve yüksek akım gerektiren yapay zeka hızlandırıcılarının beslenmesine imkan veriyor. TSV destekli yapı, HBM bellekler ile farklı işlevlere sahip yonga parçalarının 2D, 2.5D ve 3D düzenlerde aynı pakette bir araya getirilmesini de kolaylaştırıyor. Intel, tek bir pakette çoklu kilovatlık çözümler sunabildiğini belirtiyor.

Teknoloji Hangi Performans Değerlerine Ulaşıyor?

Şirket, 25 mikrometre bağlantı aralığına kadar ölçeklenen tasarımlarla 120 x 120 milimetrelik paketler ve dokuzdan fazla retikül alanına karşılık gelen silikon içeriği sergiledi. Teknoloji ayrıca HBM4e bağlantılarında 12 Gb/sn’nin, UCIe arabirimlerinde ise 64 Gb/sn’nin üzerine çıkabiliyor.

Maliyet Avantajı Nereden Geliyor?

TSMC’nin CoWoS ailesi, yongalar ve HBM bellekler arasındaki bağlantıları geniş bir silikon ya da yeniden dağıtım katmanı üzerinden kuruyor. Paket boyutu büyüdükçe bu ara katmanın üretim maliyeti, malzeme kullanımı ve mekanik karmaşıklığı da artıyor. Yeni çözüm ise geniş bir ara katmanı paketin tamamına yaymak yerine küçük köprüleri yalnızca gerekli bölgelere yerleştiriyor. Büyük yapay zeka hızlandırıcılarında hesaplanan yüzde 40 ila 50’lik fark bu yapısal ayrımdan kaynaklanıyor. Ortaya çıkan tasarruf, müşterilerin üretim süreçlerinde farklı alanlara yatırım yapabilmesine imkan tanıyor.

Üretim Takvimi Nasıl Ilerliyor?

Yüksek hacimli üretim 2027’de başlayacak. Paket alt tabakası üretiminde Intel ile çalışan Unimicron, Ibiden ve Shinko Electric Industries ilk aşamada yaklaşık yüzde 50 üretim verimi öngörüyor. Unimicron’un bu teknolojiye ayırdığı kaynak, şirketin toplam yatırımının yüzde 10’undan daha azını oluşturuyor ve bu tutarın yalnızca yüzde 15 ila 20’lik bölümü özel üretim ekipmanlarına gidiyor. Intel ise teknoloji doğrulama sürecindeki verim ve güvenilirlik hedeflerine ulaştığını açıkladı. Şirketin açıkladığı değerler genel paketleme platformunun doğrulama sonuçlarını, alt tabaka üreticilerinin yüzde 50 seviyesi ise yeni üretim hatlarının başlangıç verimini kapsıyor.

Hangi Şirketler Geçişi Değerlendiriyor?

Maliyet farkı, özel yapay zeka yongaları geliştiren şirketlerin bu teknolojiyi mevcut paketleme planlarına eklemesini sağladı. Broadcom ve Meta, bazı ASIC projelerinde CoWoS yerine Intel’in EMIB ailesini kullanma seçeneğini değerlendiriyor. Henüz kamuya açıklanan kesin bir üretim anlaşması bulunmuyor, ancak şirket gelişmiş paketleme müşterilerinden oluşan sipariş havuzunun büyüdüğünü doğruladı. Geçiş yapan müşterilerin aynı paketleme altyapısını üç ürün nesli boyunca kullanabileceği hesaplanıyor.

CoWoS Tarafında Sorun Var Mı?

CoWoS, Nvidia ve AMD’nin yapay zeka hızlandırıcıları ile bulut şirketlerinin özel işlemcilerinde kullanılan temel paketleme çözümlerinden biri olmayı sürdürüyor. Ancak yapay zeka işlemcilerine yönelik talep, TSMC’nin CoWoS hatlarında uzun süredir kapasite baskısı oluşturuyor. Üretim kapasitesi genişletilse de küresel 2.5D paketleme açığının ancak 2027’den itibaren kademeli olarak azalması bekleniyor. Paket boyutlarının büyümesi mekanik sorunları da gündeme getirdi. Nvidia’nın Rubin Ultra için değerlendirilen dört yongalı tek paket tasarımı, yaklaşık 7,5 ila 8 retikül büyüklüğüne ulaştığı için üretim verimi, maliyet ve alt tabaka bükülmesi sorunlarıyla karşılaştı. Farklı yönlere doğru oluşan bükülme, yongaların alt tabakayla düzgün temas kurmasını zorlaştırdı ve tasarımın çift yongalı düzene yönelmesine neden oldu.