先端半導体パッケージングで拓かれるデータ中心の未来

先端半導体パッケージングで拓かれるデータ中心の未来

3D Rendering of MCU's and circuit traces
未来を一言で表すとしたら、「データ中心」になるでしょう。数十年にわたり、IC設計専門企業は、すべての機能を同じダイ上に集積したチップを設計してきました。しかし、ムーアの法則の鈍化に伴い、モノリシックICの微細化はさらに複雑で高コストになっています。このため、ICメーカーは世界のデータニーズに対応するため、「先端半導体パッケージング」へと突き進んできました。
 
今日、データはあらゆるレベルにおいて、そしてほぼすべての業界で爆発的に増加しています。デジタルの世界では1秒ごとに4,000テラバイトのデータが生成されており、この量は今後大幅に増加していく一方であると予想されています。機械学習とAIのようなデータを豊富に利用するアプリケーションは、データセンター、5G、自動運転車など、幅広い用途においてデータを生かすための重要な基盤となっています。これらのアプリケーションを動かすには、シリコン上に形成された集積回路(IC)をベースにした強力なプロセッサが不可欠です。

先端半導体パッケージングとは?

半導体の製造・設計において、半導体パッケージングは重要な役割を担っています。例えば、ICのパッケージング工程では、ICのベアダイを電気接点を備えた支持ケースに封入します。ケースはICのベアダイを物理的損傷や腐食から保護し、他のデバイスにつながるPCB基板にICを接続します。半導体パッケージング技術が登場したのは数十年前ですが、最初の量産は1970年代初めに行われました。では、何が変わったのでしょうか?
 
前述のとおり、ムーアの法則の鈍化とモノリシックICの製造コスト上昇が原因で、ベンダーには高性能で費用対効果の高いプロセッサを実現する新しい設計アプローチが必要になったのです。「チップレット」と呼ばれる新しい設計が、現在のキートレンドです。
 
チップレットの背後にある考え方は、モノリシックICを複数の機能ブロックに「分割」し、それらのブロックを別々のチップレットに再構成してから、これらをパッケージレベルで「組み立て直す」というものです。理想的には、チップレット設計に基づくプロセッサは、性能がモノリシックICと同等またはそれ以上でありながら、総生産コストは下がるというのが理想的です。パッケージング手法、中でも複数のチップレットの接続に用いられる手法は、システム全体のパフォーマンスに影響するため、チップレット設計において重要な役割を果たします。2.5D IC、3D ICや高密度FOWLP(ファンアウトウエハーレベルパッケージング)を含むこれらのパッケージング技術は、「先端半導体パッケージング」に分類されるものであり、IDTechExの最新調査レポート『先端半導体パッケージング 2023-2033年』 でも取り上げています。これらの技術により、複数のさまざまなプロセスノードのチップレットを1枚の基板の上に収容することが可能となります。また、バンプは小型であるため、配線密度や統合性が向上します。
 
IDTechExの最新調査レポート『先端半導体パッケージング 2023-2033年』 では、最新の先端半導体パッケージング技術の開発トレンド、有力企業分析、市場概要を網羅しています。これに加え、このレポートは半導体業界全般に関する徹底した分析を行っています。
 
先端半導体パッケージングは、データセンター、5G、自動運転、家電の4つの主要市場で利用される次世代ICの重要な基盤として機能しまう。IDTechExはこれらの分野における専門知識を活用し、先端半導体パッケージングがこれらの分野にどのような影響を及ぼし、将来は予測を読者に提供します。
 
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