A medida que la tecnología de inteligencia artificial (IA) continúa avanzando, la demanda de chips especializados en IA está aumentando. Este aumento está impulsando notablemente los avances en la tecnología de Memoria de Alta Ancho de Banda (HBM) y las técnicas de empaquetado avanzado, lo que está teniendo un profundo impacto en la industria de las obleas de silicio.

Doris Hsu, presidenta de GlobalWafers, destacó recientemente el papel crítico de los chips de memoria HBM en las aplicaciones de IA. HBM3 y la próxima HBM4 requieren apilar múltiples capas, aumentando de 12 a 16 capas. Esta apilamiento requiere una capa de oblea base debajo de la estructura, lo que aumenta significativamente el consumo de obleas de silicio.

Los informes indican una grave escasez global de HBM en medio del auge de la IA, con la capacidad de producción de los fabricantes ya agotada para este año y el próximo. Para satisfacer la demanda, se están realizando importantes inversiones de capital para expandir las capacidades de producción de HBM. A diferencia de las tecnologías de memoria convencionales como DDR5, los chips HBM requieren obleas más grandes, hasta un 35-45% más grandes, lo que, junto con procesos de fabricación complejos, produce una tasa de rendimiento de 20-30% menor en comparación con DDR5. En consecuencia, satisfacer las demandas de producción de HBM requiere un aumento en el suministro de obleas de silicio.

Las innovaciones en tecnología de empaquetado avanzado también impulsan la demanda de obleas de silicio. A medida que el empaquetado evoluciona hacia estructuras tridimensionales con procesos revisados, la necesidad de obleas pulidas se ha intensificado. Este cambio significa que ciertos métodos de empaquetado ahora consumen el doble de obleas en comparación con las tecnologías anteriores. Con las capacidades de empaquetado avanzado listas para expandirse el próximo año, la demanda de obleas de silicio aumentará en consecuencia.

Una tecnología de empaquetado avanzado prominente que está ganando tracción es Chip on Wafer on Substrate (CoWoS). Esta tecnología está en alta demanda, superando las capacidades de suministro actuales.

La encuesta de TrendForce destaca el papel significativo de NVIDIA en la adopción de CoWoS, especialmente con su serie B (GB200, B100, B200), que está aumentando el uso de CoWoS. Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) también está aumentando su capacidad de producción anual de CoWoS para 2024, apuntando a una producción mensual de aproximadamente 40,000 unidades para fin de año, un aumento de más del 150% desde 2023. Los planes para 2025 indican una posible duplicación de la capacidad total, con se espera que NVIDIA impulse más de la mitad de esta demanda.

Los expertos de la industria señalan que si bien los avances en los procesos de semiconductores han reducido históricamente el tamaño de los dados y el consumo de obleas, el cambio hacia el empaquetado tridimensional impulsado por la IA está revirtiendo esta tendencia. Esta evolución subraya la creciente importancia de las obleas de silicio en el soporte de las tecnologías de IA. Sin embargo, el desarrollo de tecnologías de HBM y empaquetado avanzado impone estándares más altos para la calidad, planitud y pureza de las obleas. En consecuencia, los fabricantes se están adaptando para satisfacer estas demandas y alinearse con el cambiante panorama de la IA.