Meskipun sebagian wafer sirkuit terpadu (chip) AI berperforma tinggi telah diproduksi di wilayah Amerika Serikat, karena kapasitas proses tahap akhir sangat terkonsentrasi, chip semikonduktor tersebut tetap harus diangkut melintasi laut ke Taiwan untuk menjalani advanced packaging (pengemasan canggih). Pola pembagian kerja global ini memang dibangun di atas sistem teknologi yang matang, namun sekaligus membuat “advanced packaging” menjadi bottleneck paling rapuh dalam rantai pasok AI saat ini. Artikel ini merupakan rangkuman poin-poin penting yang diambil dari dokumenter CNBC.
Pentingnya pengemasan chip untuk AI
Beban kerja (workload) kecerdasan buatan membutuhkan banyak data. Teknologi advanced packaging (misalnya CoWoS milik TSMC atau EMIB milik Intel) memungkinkan para insinyur menempatkan memori bandwidth tinggi secara langsung di dekat chip komputasi yang ada dalam kemasan yang sama. Dengan demikian, tercipta jalur komunikasi ber-kepadatan tinggi dan efisien, sehingga bottleneck transmisi data dapat dihindari.
Setiap chip AI, baik GPU maupun ASIC khusus (custom ASIC), pada akhirnya harus terhubung ke papan sirkuit agar dapat beroperasi di rak server. Teknologi advanced packaging menyediakan interkoneksi yang diperlukan, yang biasanya melibatkan puluhan ribu kabel mikro (micro-wire) untuk memastikan chip berdaya besar tersebut dapat berinteraksi dengan dunia luar. Karena laju pertumbuhan kebutuhan akan konfigurasi yang berperforma tinggi dan kompleks ini melebihi perkiraan, keterbatasan kapasitas teknologi advanced packaging tersebut telah menjadi faktor pembatas utama di industri.
Advanced packaging sebagai kunci untuk menembus “Memory Wall” (dinding memori)
Manufaktur semikonduktor tradisional berfokus pada pengecilan skala transistor, tetapi seiring batas fisik satu chip semakin mendekati titik maksimum, Advanced Packaging “advanced packaging” menjadi kunci untuk menembus Memory Wall “dinding memori”. Dengan mengemas beberapa inti komputasi bersama dengan High Bandwidth Memory, HBM ( memori bandwidth tinggi ) dalam substrat yang sama, dapat dibangun jalur komunikasi ber-kepadatan tinggi dan efisien, sehingga menurunkan latensi transmisi data. Tren teknologi saat ini sedang bergeser dari kemasan 2.5D menuju integrasi 3D; yang terakhir ini, melalui Die-to-Die stacking “tumpukan chip secara vertikal”, secara signifikan memendekkan jarak fisik pengiriman sinyal, sehingga memungkinkan pengintegrasian performa pemrosesan yang lebih tinggi dalam ruang terbatas di pusat data.
TSMC memakai CoWoS advanced packaging untuk menyaingi EMIB milik Intel
Dua raksasa foundry global, TSMC dan Intel, mengembangkan arsitektur pengemasan yang berbeda untuk memenuhi kebutuhan AI. Teknologi CoWoS yang digunakan oleh TSMC (Chip on Wafer on Substrate) memakai silicon interposer (Silicon Interposer) sebagai jembatan perantara, dengan kemampuan perangkaian ber-kepadatan sangat tinggi. Saat ini, teknologinya telah berevolusi menjadi spesifikasi seperti CoWoS-L yang mendukung penumpukan memori yang lebih besar. Intel, sementara itu, mengembangkan Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB), yang tidak memakai full-size interposer, melainkan menyematkan jembatan silikon lokal ke dalam substrat, dengan tujuan meningkatkan pemanfaatan material dan menurunkan biaya. Kedua perusahaan juga masing-masing merilis teknologi SOIC dan Foveros Direct, bersaing untuk memimpin pasar pengemasan 3D di masa depan.
Bagaimana cara mengatasi risiko geopolitik rantai pasok?
Saat ini, kapasitas advanced packaging sangat terkonsentrasi di Asia, terutama di Taiwan dan Korea Selatan. Konsentrasi geografis yang tinggi ini memunculkan pembahasan terkait geopolitik dan efisiensi logistik. Misalnya, sebagian chip yang diproduksi di Amerika Serikat tetap harus dikirim kembali ke Taiwan untuk menjalani proses langkah terakhir, yang tidak hanya menambah waktu pengiriman, tetapi juga menghadapi risiko regional dan politik yang potensial. Untuk menanggapi fenomena ini, TSMC merencanakan pendirian pabrik advanced packaging tahap awal di Arizona, AS, sementara Intel juga secara bertahap memperluas bisnis pengemasan di wilayah domestik AS. Langkah ini mencerminkan bahwa industri semikonduktor sedang berupaya mendistribusikan node produksi guna memperkuat ketangguhan rantai pasok.
Kecepatan pertumbuhan permintaan pasar chip AI melampaui ekspektasi investasi pada tahap awal industri, sehingga timbul bottleneck kapasitas yang jelas pada tahap pengemasan. Karena perusahaan-perusahaan terkemuka seperti Nvidia (NVIDIA) telah memesan sebagian besar kapasitas CoWoS TSMC, pesaing lain serta pengembang custom ASIC menghadapi tantangan dalam perebutan kapasitas. Untuk mengatasi kekurangan tersebut, para foundry wafer utama dan pabrik spesialis pengemasan-penguji pihak ketiga (OSAT) sedang dengan cepat meningkatkan belanja modal, berupaya memenuhi kebutuhan pasar akan teknologi interkoneksi berperforma tinggi melalui perluasan peralatan dan pabrik.
Artikel ini berjudul Mengapa chip AI buatan Amerika perlu dikirim ke Taiwan untuk di-advanced packaging? pertama kali muncul di Lianxin ABMedia.
Penafian: Informasi di halaman ini dapat berasal dari pihak ketiga dan tidak mewakili pandangan atau opini Gate. Konten yang ditampilkan hanya untuk tujuan referensi dan bukan merupakan nasihat keuangan, investasi, atau hukum. Gate tidak menjamin keakuratan maupun kelengkapan informasi dan tidak bertanggung jawab atas kerugian apa pun yang timbul akibat penggunaan informasi ini. Investasi aset virtual memiliki risiko tinggi dan rentan terhadap volatilitas harga yang signifikan. Anda dapat kehilangan seluruh modal yang diinvestasikan. Harap pahami sepenuhnya risiko yang terkait dan buat keputusan secara bijak berdasarkan kondisi keuangan serta toleransi risiko Anda sendiri. Untuk detail lebih lanjut, silakan merujuk ke
Penafian.
