本文由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫（ID：ICVIEWS）編譯自pcwatch
規(guī)模完全是另一個層次。
臺積電正積極研發(fā)先進封裝技術(shù)晶圓系統(tǒng)（SoW），將超大規(guī)模、超高速系統(tǒng)集成在直徑300毫米的大尺寸硅晶圓或相同直徑的圓盤狀載體（支撐體）上。
SoW通過將多個硅片或微型模塊以二維矩陣排列，兼具超大規(guī)模、超高速的運算能力、高速、高密度的數(shù)據(jù)傳輸，以及降低功耗。
InFO技術(shù)應(yīng)用于低成本、高性能大封裝
SoW技術(shù)的起源，在于臺積電針對移動處理器所研發(fā)的小型化、薄型化封裝技術(shù)InFO（IntegratedFan-Out），俗稱FO-WLP（FanOut-WaferLevelPackage）。
2020年前后，臺積電為高性能大規(guī)模邏輯（FPGA、GPU等）提供了CoWoS（晶圓上芯片）封裝技術(shù)，該技術(shù)利用硅中間基板（Siinterposer）實現(xiàn)硅片（水平排列的芯片）之間的高密度連接。與此同時，臺積電還準(zhǔn)備并量產(chǎn)了InFO_oS（晶圓上芯片）封裝技術(shù)，該技術(shù)利用InFO技術(shù)實現(xiàn)硅片之間的高密度連接，作為高性能大規(guī)模邏輯的低成本封裝。
InFO_oS的優(yōu)勢在于尺寸擴展相對容易，并且通過為封裝基板選擇InFO的RDL，可以制作超多層布線板。2018年開始量產(chǎn)尺寸為光罩尺寸1.5倍的InFO_oS。
InFO_SoW是將InFO_oS的基板尺寸（RDL尺寸）擴展至直徑300毫米的硅晶圓尺寸。InFO的精細(xì)高密度再分布層(RDL)擴展至晶圓尺寸，并將眾多硅芯片面朝下（硅芯片的電路面朝向RDL）放置在RDL上。將電源模塊和包含輸入/輸出IC的連接器安裝在放置硅芯片的RDL背面，即可形成系統(tǒng)模塊。
人工智能硬件開發(fā)商CerebrasSystems（以下簡稱Cerebras）已將InFO_SoW技術(shù)應(yīng)用于其深度學(xué)習(xí)加速器WSE（晶圓級引擎）。WSE技術(shù)概述于2019年8月舉行的高性能處理器技術(shù)國際會議HotChips上發(fā)布，并在高性能處理器開發(fā)界引起了轟動。該公司還于2019年8月19日在新聞稿中正式宣布了WSE的開發(fā)。
InFO_SoW技術(shù)和WSE技術(shù)并不完全相同。最大的區(qū)別在于它們處理硅片的方式。InFO_SoW技術(shù)假設(shè)芯片為小芯片，將許多使用不同制造技術(shù)制造的微型芯片（已確認(rèn)良好的微型芯片）安裝在晶圓大小的RDL上。而WSE技術(shù)則在直徑為300毫米的硅晶圓上一次性制造84個微型芯片。這84個微型芯片通過劃線連接，整體形狀呈方形。
在AI處理器核心級對所有微型芯片進行測試后，會在微型芯片表面形成連接微型芯片之間以及處理器核心之間的布線（將成為RDL的一部分）。這種布線至關(guān)重要。測試中被判定為有缺陷的核心將被移除，并替換為冗余核心（在測試中被判定為良好）。換句話說，預(yù)計在測試后才能確定RDL中微型芯片表面?zhèn)鹊牟季€布局。
這只是猜測，但他們可能會制作一塊略大于微型芯片組的方形RDL板，或者將預(yù)制的RDL板連接到微型芯片組上。RDL板的尺寸為215毫米見方，其外接圓直徑為304毫米，略大于300毫米晶圓。Cerebras發(fā)布的WSE照片包含RDL板，上面有許多通孔。這些通孔被認(rèn)為是用來機械連接上下電源模塊、連接器和冷卻板的。
InFO_SoW在WSE的三代產(chǎn)品中繼續(xù)使用
Cerebras在2019年8月發(fā)布WSE之后，又于2021年4月發(fā)布了第二代晶圓級處理器WSE-2，并于2024年5月發(fā)布了第三代晶圓級處理器WSE-3。兩代產(chǎn)品均采用臺積電的InFO_SoW技術(shù)，WSE的尺寸（215平方毫米）和芯片數(shù)量（84個）保持不變。
最大的區(qū)別在于硅芯片的制造技術(shù)。第一代采用16nm工藝，對于2019年來說相當(dāng)適中。2021年發(fā)布的第二代WSE-2將微型化提升到了一個新的水平，并采用了7nm工藝。2024年發(fā)布的第三代WSE-3選擇了5nm工藝，進一步實現(xiàn)了微型化。因此，第三代的晶體管數(shù)量增加到4萬億，是第一代1.2萬億的3.3倍多。
Cerebras三代WSE都采用了300mm晶圓InFO_SoW技術(shù)，這體現(xiàn)出直徑大于300mm的晶圓并不存在，目前終極的大規(guī)模電路模塊是InFO_SoW技術(shù)。
其基本性能是，與采用中間基板的多芯片模塊(MCM)相比，硅片間的布線寬度/間距減少一半，布線密度增加一倍，單位長度的數(shù)據(jù)傳輸率增加一倍。最大的區(qū)別在于電源阻抗，僅為MCM的1/33。這是因為，原則上，215毫米見方的RDL層的整個背面都可以在電源模塊中布局，而且由于電源布線是垂直（縱向）的，因此布線長度極短。低電源阻抗對穩(wěn)定電源電壓和降低功耗貢獻巨大。
臺積電還在開發(fā)下一代InFO_SoW技術(shù)，稱之為SoW-X(eXtreme)。臺積電最近還將之前開發(fā)的InFO_SoW技術(shù)更名為SoW-P。
SoW-P和SoW-X的區(qū)別在于，前者分布在同一處理器上，而后者分布在處理器（或SoC）和內(nèi)存模塊上。
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