USI | USI活动报导｜环旭电子在「异质整合国际高峰论坛」分享尖端整合式电压调节模组技术

09/10/2024

活动｜环旭电子在「异质整合国际高峰论坛」分享尖端整合式电压调节模组技术

（2024-09-10） 9月5日，SEMICON Taiwan 2024 国际半导体展，环旭电子技术长方永城在「异质整合国际高峰论坛」上分享了尖端的整合式电压调节模组（IVRM）技术，这项创新技术将为人工智能（AI）和机器学习（ML）的高效能运算提供动力。

伴随着AI的崛起，异质整合技术引领未来发展。今年的SEMICON Taiwan 2024国际半导体展为期三天，针对异质整合技术与发展举行了「2024异质整合国际高峰论坛」主题演讲，邀请产学界重量级讲者分享生成式AI如何驱动芯片制造转型与制程技术优化，并探讨透过最新的智能制造技术扩大AI价值链的机遇与突破点。方永城在论坛中指出，无论是人工智能或机器学习，特别是大规模AI服务器，耗能巨大，被认为是能源吞噬者，因此需要找到更好的方法来提升效能。作为解决方案提供商，减少电力流失以及从芯片层面提高功率效率是我们关注的焦点。

高效能集成系统需要将高功率以高电流密度传递至负载点（POLs），而垂直传递高功率并将电源转换更靠近负载点，缩短路径是一种提高电源交付系统整体效率的可行方法。空间限制是另一个问题，电源需求越来越高，以升级从320W到400W的芯片组为例，320W需要8相设计，而400W则需要10相设计，如何将10相设计挤入8相的空间是一个挑战。因此，我们想要实现一个垂直整合的解决方案。

高性能运算（HPC）系统电源解决方案的发展，最开始是将电源元件独立并排在电路板上。接着将多个元件集成到一个电源模块中，移到电路板下方，以缩短电流路径。更进一步使用垂直推叠SiP技术整合的多阶电压调节模块，提高电源效率、密度、可靠性和空间利用率，以满足不断增长的高效能运算需求。

目前市面上有五种堆叠式电源模块，有的使用一个金属夹，有的在一边或四边使用排针，或是加一个独立的电路板，目的都是试着要解决高电流传输问题。无主电路板的垂直集成电源调节模块，可以实现多级电压调节，即在同一芯片上完成多个电压转换的过程，直接将电压调节模块放置在系统单芯片（SoC）下方，缩短电流流动的距离，并减少电流路径上的铜损，提高系统的整体效率和性能。与过去独立并列排在电路板上的方式相比，电流密度从0.4A/mm²增加50%至0.6A/mm²，并将布线功耗从12%降低至6%。

透过垂直整合将组件堆栈缩短水平面积和降低模块高度，运用异质整合以及高密度封装技术，在更小的空间内提高元件密度，并将芯片直接嵌入基板，减少连接层数和寄生电容，降低电阻和热阻，实现提高性能、可靠性和降低功耗，这是未来整合式电压调节模块发展的趋势。

日月光投控旗下日月光的powerSiP™平台就是一个创新供电平台范例，可以减少信号和传输损耗，同时解决目前存在的电流密度挑战，实现垂直整合的多阶电压调节模块（VRM），提供更高的系统效率和更低的功耗。

环旭电子MCC微小化创新研发中心的能力涵盖将各种组件异质整合到复杂模块中，利用成熟的封装成型技术，为客户实现各种应用的灵活模块化。

最后，技术长方永城也代表公司参加ASE VP Dr. C.P. Hung主持的2024异质整合国际高峰论坛的专题，与imec的Dr. Eric Beyne、Intel的Dr. Debendra Das Sharma、Silicon Box的Dr. Byung Joon（BJ）Han和UMC的Mr. Kite Huang针对应对AI时代来临的挑战进行意见交流，强调必须利用AI工具，确保更高的效率、更好的时间管理和能源使用。