TSMC는 표준 모델의 최대 40배 성능을 제공할 수 있는 대규모 다중 칩렛 프로세서를 만들기 위해 새로운 CoWoS 기술 버전을 개발하고 있습니다. 이 프로세서는 120×150 mm 기판 위에 9.5-레티클 크기의 인터포저(7,885 mm²)를 활용하여 현재 제공되는 제품보다 훨씬 큰 크기를 자랑합니다.
현재 TSMC의 CoWoS 기술은 최대 2831 mm²의 인터포저 크기를 지원하며, 이는 AMD의 Instinct MI300X 및 NVIDIA의 B200 GPU와 같은 제품에 이미 사용되고 있습니다. 내년 출시 예정인 차세대 CoWoS-L 패키지는 최대 4,719 mm²의 인터포저를 지원하여 최대 12개의 고대역폭 메모리 스택을 수용할 수 있으며, 기존 설계보다 3.5배 이상의 컴퓨팅 성능을 약속합니다.
TSMC는 인터포저 크기를 7,885 mm²로 확장할 계획이며, 이는 네 개의 3D 스택 시스템 온 집적 칩과 열 개의 HBM4 메모리 스택을 포함하는 고급 구성을 지원할 것입니다. 이러한 크기 증가는 극한 성능에 대한 고객의 수요를 반영하며, TSMC의 시스템 온 웨이퍼(System-on-Wafer, SoW-X) 기술은 이미 세레브라스와 Tesla와 같은 기업에서 AI 애플리케이션에 활용되고 있습니다.
이러한 고성능 프로세서에 대한 전력 공급은 킬로와트 수준의 전력을 요구하기 때문에 큰 도전 과제가 됩니다. TSMC의 전략은 CoWoS-L 패키지에 TSV와 웨이퍼 내 인덕터를 통합한 단일 칩 전력 관리 IC를 포함하여 전력 라우팅과 효율성을 향상시키는 것입니다. 그들의 N16 기반 PMIC는 동적 전압 조정을 처리하고 기존 방법에 비해 전력 공급 밀도를 최대 5배 향상시키도록 설계되었습니다.
더 큰 인터포저 크기는 모듈 패키징 및 보드 레이아웃에 대한 새로운 표준을 필요로 하며, 이는 기존 폼 팩터의 물리적 한계에 접근하게 됩니다. 또한 이러한 프로세서에서 발생하는 열은 직접 액체 냉각 및 침수 냉각 기술과 같은 고급 냉각 솔루션을 요구하며, 이는 이미 하드웨어 제조업체들에 의해 탐색되고 있습니다.
전반적으로 TSMC의 다중 칩렛 프로세서 및 전력 공급 시스템의 발전은 고성능 컴퓨팅 및 AI 능력에서 중요한 도약을 나타내며, 기술 산업에서 성능과 효율성에 대한 증가하는 수요를 충족하고 있습니다.
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