TSV技术:AI算力的核心支柱
ChatGPT、多模态大模型的持续爆发,让AI算力成为了科技行业最受关注的核心话题。随着AI芯片算力指数级增长,一个核心瓶颈逐渐凸显:计算单元运算速度远快于内存数据传输速度,大量算力在等待数据的过程中被浪费,算力利用率下降,这就是行业常说的“存储墙”问题。而打通AI芯片的数据传输大动脉,支撑算力持续跃升,需要芯片内部的底层关键技术——TSV硅通孔。

什么是TSV?
TSV全称为Through-Silicon Via,中文译为硅通孔技术。简单来说,它通过在硅片中制造垂直通孔并填充导电材料,从而在硅片的上下表面之间建立一条垂直的高密度电互连通道,实现芯片之间互连,是2.5D/3D封装的关键工艺技术之一。

传统芯片的平面布线,使得信号和数据只能顺着平面上的“道路”绕来绕去,不仅传输慢,还会堵塞、耗电。而TSV技术则像在芯片内部修建了无数垂直电梯,让信号直接穿透硅片完成上下层交互。这种毫米级到微米级的互连距离骤减,不仅让传输延迟大幅降低,还能实现更高的互连密度和更低的功耗,是目前芯片三维互连最核心的技术方案。TSV技术已被广泛应用于各个领域,如CIS(CMOS图像传感器)、3D IC的堆叠封装等。
为什么说TSV撑起AI算力?
AI大模型的训练与推理,本质上是海量数据的高速计算与吞吐,对内存带宽的要求苛刻。如果没有高带宽内存HBM,即便GPU计算性能再强,也会因数据供给不足陷入“空转”,大量算力被白白浪费。

而支撑HBM实现性能突破的核心,正是TSV。HBM依靠3D堆叠架构同时实现高带宽与高容量,TSV则是这套堆叠架构的关键互连支柱:它通过在硅片上构建微米级的垂直导电通道,让多层DRAM芯片可以垂直堆叠并实现高效电气互连。这种垂直互连大幅缩短了堆叠芯片间的信号传输距离,同时配合先进封装技术将内存与计算单元紧密集成,实现了更高的通道密度与更快的传输速度,恰好是破解AI芯片“存储墙”瓶颈的最优解。


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未来展望
AI的进化远未停歇,算力的每一次跃迁,都对TSV技术提出更极致的呼唤。鹏城微纳技术(沈阳)有限公司(简称“鹏城微纳”)长期深耕微纳技术与高端精密制造,持续跟进TSV等先进封装核心赛道,致力于为半导体产业提供可靠的技术与装备支撑,为AI算力基座锻造坚实的垂直互连通道。我们将以坚实的底层工艺支撑,持续助力算力进阶,为中国半导体产业的高质量发展注入持久动力。

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