Intel'in kurucu ortağı Gordon Moore, 1965 yılında "Moore Yasası" olarak bilinen kavramı ortaya attı. Bu yasa, yarım yüzyıldan fazla bir süredir entegre devre (IC) performansında istikrarlı artışlar ve modern dijital teknolojinin temeli olan azalan maliyetler sağladı. Kısacası: Bir çipteki transistör sayısı her iki yılda bir yaklaşık iki katına çıkıyor.
Yıllar boyunca ilerleme bu tempoyu takip etti. Şimdi ise tablo değişiyor. Daha fazla küçültme zorlaştı; parça boyutları sadece birkaç nanometreye düştü. Mühendisler fiziksel sınırlar, daha karmaşık süreç adımları ve artan maliyetlerle karşı karşıya kalıyor. Daha küçük geometriler de verimi düşürerek yüksek hacimli üretimi zorlaştırıyor. Önde gelen bir fabrika inşa etmek ve işletmek muazzam sermaye ve uzmanlık gerektiriyor. Bu nedenle birçok kişi Moore Yasası'nın etkisini kaybettiğini savunuyor.
Bu değişim yeni bir yaklaşımın kapısını açtı: chipletler.
Chiplet, belirli bir işlevi yerine getiren küçük bir kalıptır; esasen eskiden tek bir yekpare çipin bir parçasıdır. Üreticiler, birden fazla chiplet'i tek bir pakette birleştirerek eksiksiz bir sistem kurabilirler.
Monolitik çağda, tüm işlevler tek bir büyük kalıpta çalışıyordu, bu nedenle herhangi bir yerdeki bir arıza tüm çipi çöpe atabilirdi. Yongacıklarla sistemler, "bilinen iyi kalıp" (KGD) kullanılarak oluşturularak verim ve üretim verimliliği önemli ölçüde artırılır.
Heterojen entegrasyon (farklı işlem düğümleri üzerinde ve farklı işlevler için oluşturulmuş kalıpların birleştirilmesi), yongacıkları özellikle güçlü kılar. Yüksek performanslı işlem blokları en yeni düğümleri kullanırken, bellek ve analog devreler gelişmiş ve uygun maliyetli teknolojilerde kalır. Sonuç: daha düşük maliyetle daha yüksek performans.
Otomotiv endüstrisi özellikle bu konuyla ilgileniyor. Büyük otomobil üreticileri, 2030'dan sonra yaygın olarak benimsenmesi hedeflenen geleceğin araç içi SoC'lerini geliştirmek için bu teknikleri kullanıyor. Yongalar, yapay zeka ve grafikleri daha verimli bir şekilde ölçeklendirmelerine olanak tanırken, verimi artırarak otomotiv yarı iletkenlerinde hem performansı hem de işlevselliği artırıyor.
Bazı otomotiv parçaları sıkı fonksiyonel güvenlik standartlarını karşılamak zorundadır ve bu nedenle eski, kendini kanıtlamış düğümlere güvenir. Bu arada, gelişmiş sürücü destek sistemleri (ADAS) ve yazılım tanımlı araçlar (SDV'ler) gibi modern sistemler çok daha fazla işlem gücü gerektirir. Yongalar bu boşluğu doldurur: Güvenlik sınıfı mikrodenetleyicileri, geniş belleği ve güçlü yapay zeka hızlandırıcılarını bir araya getirerek, üreticiler SoC'leri her otomobil üreticisinin ihtiyaçlarına göre daha hızlı uyarlayabilirler.
Bu avantajlar otomobillerin ötesine uzanıyor. Chiplet mimarileri yapay zeka, telekomünikasyon ve diğer alanlara yayılıyor, sektörler genelinde inovasyonu hızlandırıyor ve hızla yarı iletken yol haritasının temel taşlarından biri haline geliyor.
Yonga entegrasyonu, kompakt ve yüksek hızlı kalıplar arası bağlantılara dayanır. Temel etken, kalıpların altında bulunan ve sinyalleri küçük bir devre kartı gibi yönlendiren, genellikle silikondan oluşan bir ara katman olan ara katmandır. Daha iyi ara katmanlar, daha sıkı bağlantı ve daha hızlı sinyal alışverişi anlamına gelir.
Gelişmiş paketleme, güç dağıtımını da iyileştirir. Kalıplar arasındaki yoğun minik metal bağlantı dizileri, dar alanlarda bile akım ve veri için geniş yollar sağlayarak, sınırlı paketleme alanının verimli bir şekilde kullanılmasını sağlarken yüksek bant genişliğine sahip aktarıma olanak tanır.
Günümüzün yaygın yaklaşımı 2,5 boyutlu entegrasyondur: birden fazla kalıbın bir ara parçaya yan yana yerleştirilmesi. Bir sonraki adım ise, daha yüksek yoğunluk için kalıpları silikon geçiş delikleri (TSV'ler) kullanarak dikey olarak istifleyen 3 boyutlu entegrasyondur.
Modüler çip tasarımının (fonksiyonları ve devre türlerini ayırma) 3B istiflemeyle birleştirilmesi, daha hızlı, daha küçük ve daha enerji verimli yarı iletkenler üretir. Bellek ve hesaplamanın aynı yerde bulunması, büyük veri kümelerine muazzam bir bant genişliği sağlar; bu da yapay zeka ve diğer yüksek performanslı iş yükleri için idealdir.
Ancak dikey istifleme zorluklar getiriyor. Isı daha kolay birikiyor ve bu da termal yönetimi ve verimi zorlaştırıyor. Bu sorunu çözmek için araştırmacılar, termal kısıtlamaları daha iyi karşılayacak yeni paketleme yöntemleri geliştiriyorlar. Yine de ivme güçlü: Yongaların ve 3B entegrasyonun bir araya gelmesi, Moore Yasası'nın bıraktığı yerden devam edecek yıkıcı bir paradigma olarak görülüyor.
Gönderim zamanı: 15 Ekim 2025