TSMC proizvodi više od 90 posto svjetskih naprednih poluvodičkih čipova, ključnih za sve – od pametnih telefona i aplikacija temeljenih na umjetnoj inteligenciji do sofisticiranih oružanih sustava.

Ta je tehnologija postala strateški resurs u nadmetanju SAD-a i Kine za dominaciju u AI području, piše CNN.

Što je zapravo napredno pakiranje?

Na ovogodišnjem sajmu Computex u Taipeiju, izvršni direktor Nvidije Jensen Huang istaknuo je da je 'važnost naprednog pakiranja za AI izuzetno velika' te samouvjereno dodao: 'Nitko nije gurao ovu tehnologiju više od mene.'

U kontekstu proizvodnje čipova, 'pakiranje' označava proces zatvaranja čipa u zaštitno kućište i njegovo povezivanje s matičnom pločom elektroničkog uređaja. No napredno pakiranje ide korak dalje – omogućuje postavljanje većeg broja čipova (poput GPU-ova, CPU-ova i HBM memorije) u neposrednu blizinu, čime se postiže bolja izvedba, brži prijenos podataka i manja potrošnja energije.

Jednostavna analogija: zamislite različite odjele u tvrtki – što su fizički bliže, to su komunikacija i učinkovitost bolji. Isto vrijedi i za čipove. 'Pokušavate ih smjestiti što bliže moguće te osigurati rješenja koja čine međusobno povezivanje vrlo jednostavnim', objašnjava Dan Nystedt, potpredsjednik investicijskog fonda TrioOrient iz Azije.

Ta tehnologija, na neki način, održava na životu Mooreov zakon – predviđanje da će se broj tranzistora na mikročipovima udvostručiti svake dvije godine – jer su klasična unaprjeđenja proizvodnog procesa sve skuplja i tehnički zahtjevnija.

CoWoS – zvijezda AI ere

Najpoznatija metoda naprednog pakiranja danas je CoWoS (Chips-on-Wafer-on-Substrate), tehnologija koju je razvio upravo TSMC. Njezin značaj eksplodirao je s pojavom OpenAI-jevog ChatGPT-a i općom pomamom za umjetnom inteligencijom.

U Tajvanu je CoWoS postao toliko poznat da Lisa Su, izvršna direktorica AMD-a, tvrdi kako je to 'jedino mjesto gdje izgovorite CoWoS i svi znaju o čemu pričate'.

CoWoS je danas nezaobilazan u proizvodnji AI procesora, osobito grafičkih procesora (GPU-ova) kakve razvijaju Nvidia i AMD za podatkovne centre i AI servere. 'Slobodno to možete nazvati Nvidijinim procesom pakiranja', kaže Nystedt. 'Gotovo svi proizvođači AI čipova koriste CoWoS.'

Zbog toga je potražnja za ovom tehnologijom eksplodirala. TSMC ubrzano širi kapacitete. Prilikom posjeta Tajvanu početkom godine, Huang je izjavio da je dostupni kapacitet naprednog pakiranja danas otprilike četiri puta veći nego prije manje od dvije godine. 'Napredno pakiranje ključno je za budućnost računalstva', rekao je. 'Danas moramo spojiti mnoge čipove u jedan golem sustav, a to bez ove tehnologije nije moguće.'

Što SAD dobiva ovim ulaganjem?

Ako je napredna proizvodnja čipova jedan dio slagalice, napredno pakiranje je drugi. Time što obje komponente smješta u Arizonu, SAD dobiva cjeloviti opskrbni lanac, što dodatno jača njezinu konkurentnost u području AI čipova.

'To osigurava da SAD ima sve – od napredne proizvodnje do naprednog pakiranja – i tako stječe stratešku prednost', ističe analitičar Eric Chen iz istraživačke tvrtke Digitimes Research.

Još važnije, time se smanjuje ovisnost o Tajvanu, koji je dosad bio jedini globalni centar za proizvodnju ključnih tehnologija za AI. 'Umjesto da su sva jaja u istoj košari, sada imamo CoWoS i u Tajvanu i u SAD-u. To ulijeva sigurnost', komentira Nystedt.

Kako je nastao CoWoS?

Iako je CoWoS tehnologija tek nedavno dobila globalnu pozornost, razvijena je još prije 15 godina. Osmislio ju je tim inženjera predvođen Chiang Shang-yijem, koji je bio zamjenik glavnog operativnog direktora u TSMC-u. Chiang je razvoj te tehnologije predložio 2009. godine kako bi riješio problem zagušenja performansi i povećao broj tranzistora u čipovima. No tada nije bilo velikog interesa – cijena razvoja bila je visoka, a povrat neizvjestan.

'Imao sam samo jednog klijenta… Bio sam predmet šale u firmi, a pritisak je bio ogroman', prisjetio se Chiang u razgovoru iz 2022. za Muzej računalne povijesti u Kaliforniji. AI boom promijenio je sve. CoWoS je od marginalne inovacije postao temeljna tehnologija nove AI ere. 'Rezultat je nadmašio sva naša očekivanja', rekao je Chiang.

U industriji se poduzeća specijalizirana za pakiranje i testiranje čipova nazivaju OSAT firmama (outsourced semiconductor assembly and test). Uz TSMC, važni igrači na ovom tržištu uključuju i Samsung, Intel, kineski JCET Group, američki Amkor te tajvanske ASE Group i SPIL.