在 2 月 18 日 -22 日召開的 ISSCC 2024 上，臺積電又帶來了一項新技術(shù)。

ISSCC 全稱為 International Solid-State Circuits Conference（國際固態(tài)電路會議），是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界公認(rèn)的全球集成電路設(shè)計領(lǐng)域最高級別會議，更被看作集成電路設(shè)計領(lǐng)域的 " 芯片奧林匹克大會 "。

在今年這場大會上，臺積電向外界介紹了用于高性能計算與 AI 芯片的全新一代封裝技術(shù)，在已有的 3D 封裝基礎(chǔ)上，又整合了硅光子技術(shù)，以改善互聯(lián)效果、降低功耗。

據(jù)臺積電業(yè)務(wù)開發(fā)資深副總裁張曉強(qiáng)介紹，這項技術(shù)旨在幫助封裝更多 HBM 與 Chiplet 小芯片，進(jìn)而提升 AI 芯片的性能。

就目前情況而言，若想增加更多的 HBM 與 Chiplet 小芯片，就必須增加更多零部件與 IC 載板，可能導(dǎo)致連接與能耗方面出現(xiàn)問題——因此便需要硅光子技術(shù)。

臺積電的這一封裝技術(shù)，通過硅光子技術(shù)，使用光纖替代傳統(tǒng) I/O 電路傳輸數(shù)據(jù)。不僅如此，在該封裝架構(gòu)中，異構(gòu)芯片堆疊在基礎(chǔ)芯片頂部，并使用混合鍵合技術(shù)，以最大限度地提高 I/O 性能。

圖 | 新一代用于高性能計算與 AI 芯片封裝技術(shù)平臺

圖 | 目前用于高性能計算與 AI 芯片封裝技術(shù)平臺

在新一代封裝技術(shù)平臺示意圖中，還出現(xiàn)了 CPO。張曉強(qiáng)指出，硅光子是 CPO 的最佳選擇。

此外張曉強(qiáng)表示，當(dāng)今最先進(jìn)的芯片可容納多達(dá) 1000 億個晶體管，但有了先進(jìn) 3D 封裝技術(shù)，可以擴(kuò)展至單顆芯片包含 1 萬億個晶體管。

臺積電并未透露新一代封裝技術(shù)的具體商業(yè)化時間。

但值得注意的是，去年以來，臺積電已頻頻傳出布局硅光及 CPO 的動向。

2023 年 9 月曾有消息稱，臺積電正與博通、英偉達(dá)等大客戶聯(lián)手開發(fā)硅光及 CPO 光學(xué)元件等新品，最快 2024 年下半年開始迎來大單，2025 年有望邁入放量產(chǎn)出階段。

彼時業(yè)內(nèi)人士透露，臺積電未來有望將硅光技術(shù)導(dǎo)入 CPU、GPU 等運(yùn)算制程當(dāng)中，內(nèi)部的電子傳輸線路更改為光傳輸，計算能力將是現(xiàn)有處理器的數(shù)十倍起跳。

而臺積電副總裁之前曾公開表示，如果能提供一個良好的 " 硅光整合系統(tǒng) "，就能解決能耗與 AI 運(yùn)算能力兩大關(guān)鍵問題，" 這會是一個新的典范轉(zhuǎn)移。我們可能處于一個新時代的開端。"

業(yè)內(nèi)分析稱，高速資料傳輸目前仍采用可插拔光學(xué)元件，隨著傳輸速度快速進(jìn)展并進(jìn)入 800G 時代、未來更將迎來 1.6T 至 3.2T 等更高傳輸速率，功率損耗及散熱管理問題將會是最大難題。而半導(dǎo)體業(yè)界推出的解決方案，便是將硅光子光學(xué)元件及交換器 ASIC，通過 CPO 封裝技術(shù)整合為單一模組，此方案已開始獲得微軟、Meta 等大廠認(rèn)證并采用在新一代網(wǎng)路架構(gòu)。