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数据中心和人工智能应用正驱动3D TSV和异构集成增长
2017-05-28 13:03:37   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

TSV(硅通孔)技术预计将影响存储和逻辑器件产业多年。为了优化技术节点,并为高性能技术改善器件良率,开发出了晶粒分割技术。同时,满足存储和逻辑器件之间高带宽数据传输要求的超高存储密度,也是驱动3D TSV增长的重要因素。

TSV(硅通孔)技术预计将影响存储和逻辑器件产业多年。为了优化技术节点,并为高性能技术改善器件良率,开发出了晶粒分割技术。同时,满足存储和逻辑器件之间高带宽数据传输要求的超高存储密度,也是驱动3D TSV增长的重要因素。数年前,随着混合存储立方接口和高带宽存储的推出,TSV逐渐引起关注,不过,它们都仅实现了小批量量产。

现在,一个重要发展趋势正彻底改变产业现状。人工智能和深度学习需要开发真正的高性能器件和模组,以实现真实世界的实际应用。正如Yole在其最新发布的《3D硅通孔(TSV)和2.5D市场和技术趋势-2017版》中揭示的,市场需要3D TSV集成。

高性能市场和应用

高性能市场和应用

自3D TSV技术问世以来,吸引了设计厂商的广泛关注。主要原因为,这种技术所带来的潜在性能是当今其它任何封装平台所无法比拟的。过去,高性能可能往往意味着有限的出货量,以及专为数据分析和国防应用而准备,那么现在的情况已经完全不同了。深度学习、数据中心网络、AR/VR以及自动驾驶汽车等高端应用正成为现实,不断的逼近当前其它封装平台的极限。因此,去年我们看到了数据中心开始接受网络处理单元和存储立方(memory cube)封装在一个中介层(interposer)上。受云计算和超级计算应用中数据传输日益增长的带宽需求驱动,性能驱动型市场已经开始陆续采用3D堆栈技术。成像应用市场是3D集成的首个应用市场,正随着智能手机和平板电脑中传感器数量的不断增长而推动市场发展,其中便包括3D成像应用。3D片上系统(SOC)的生产制造,实现了消费类设备的低延时计算。

综合以上因素,这些市场趋势意味着高端市场到2022年,每年将有超过60万片12英寸等效晶圆应用TSV工艺。庞大的高价值晶圆数量,将带来非常高的营收增长。

除了高端应用,现有的器件也在驱动TSV应用增长。智能手机中的成像传感器越来越多,计算需求也在不断增长,数据中心存储则是另一个推动TSV应用的重要因素。未来五年,预计应用3D TSV集成制造平台的12英寸等效晶圆的复合年增长率可达20%,将从2016年的130万片增长至2022年的400万片。TSV在MEMS和指纹识别传感器等低端产品中的渗透率将保持稳定增长。TSV增长的主要动力将来自智能手机前端模组的RF滤波器,其出货量将持续增长以支持5G移动通讯协议中的不同频段要求。随着智能手机中成像传感器数量的增长,成像传感器应用的晶圆数量也将迎来爆发性增长。双摄像头将逐渐成为标准配置,并且市场对3D成像的TOF(飞行时间)技术日益青睐,该技术也是通过3D集成得以实现的。

供应链的发展也同样值得关注。Nvidia(英伟达)、AMD以及Intel等器件制造商正推出相关器件和模组来支持AI(人工智能)的发展。不过,互联网公司也正在往供应链下游布局,以更好的控制外包IC制造和组装,获得更高的价值链份额。一方面原因是高性能应用3D集成相关的诸多问题有待解决。另一方面,目前的数据中心和高性能计算业务亦非常重要,这是这些厂商维持其技术领先地位的路径之一。

并且,互联网巨头也正在谋求从服务提供商向IC设计厂商转型,开发它们自己的品牌芯片,将制造留给代工厂来完成。互联网公司正通过开发定制化自主设计芯片,从芯片销售商处抢夺市场。芯片设计是机器学习的核心,因为需要定制化的解决方案来实现和确保物联网设备、语音识别以及自动驾驶等应用的运行。因此,大型互联网巨头正意欲通过开发定制化自主设计芯片,在自动驾驶汽车、物联网以及AR/VR领域拔得头筹。

3D TSV制造平台能够帮助实现AI、深度学习、AR/VR以及新型高效的数据中心。不过,它也正在通过直接链接谷歌、亚马逊、微软、百度、腾讯等互联网公司和代工厂之间的合作,而悄然改变现有的供应链,潜在的撇开了器件制造商,并从它们那里蚕食了利润。不远的将来,我们将看到3D TSV技术屹立在某些全球最重要技术趋势的中心。

延伸阅读:

《3D硅通孔(TSV)和2.5D市场和技术趋势-2017版》

《嵌入式芯片封装技术及市场趋势-2016版》

《扇入型封装技术及市场趋势-2016版》

《3D硅通孔应用的设备和材料市场-2017版》

《从IC封装到基板的先进衬底-2017版》

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