Silicon Box eröffnet in Singapur eine Halbleiterverpackungsfabrik im Wert von 2 Milliarden US-Dollar

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Das Halbleiter-Startup Silicon Box hat in Singapur eine 2-Milliarden-Dollar-Fabrik für fortschrittliche Halbleiterverpackungen eröffnet.

Es ist eine sehr teure Wette auf eine neue Chip-Verpackungstechnologie, aber sie kommt von den erfahrenen Unternehmern/Investoren Weili Dai, Sehat Sutardja (beide Gründer von Marvell) und CEO Byung Joon „BJ“ Han, einem Veteranen der Chip-Verpackung.

Die Anlage im Tampines Wafer Fab Park zielt darauf ab, die Chipherstellung zu revolutionieren, lokale Kapazitäten zu entwickeln und Singapurs Position als globales Zentrum für die Halbleiterfertigung zu stärken. Die 73.000 Quadratmeter große Fabrik entspricht 15 Fußballfeldern. Nach seiner Fertigstellung soll es 1.200 bis 1.400 Menschen haben und wird vom Singapore Economic Development Board (EDB) unterstützt.

In einem Interview mit VentureBeat sagten Dai, Sutardja und Han, dass das von ihnen 2021 gegründete Unternehmen dank der neuesten Entwicklungen in der Chipherstellung und im Chipdesign, bekannt als „Chiplets“, eine Öffnung gefunden habe, ein Begriff, der von Mark Papermaster, Chief Technology Officer von AMD, geprägt wurde .

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Da sich die Miniaturisierung von Chips aufgrund physikalischer Beschränkungen verlangsamt, prognostizierte Sutardja bereits in einer Rede im Jahr 2015, dass eine neue Art der Chip-Verpackung entstehen würde, bei der mehrere Chips zu einem einzigen in einem einzigen Gehäuse verbunden würden.

„Ich habe diese Technologie im ISSCC-Vortrag im Jahr 2015 vorgeschlagen, um Ihre Smartphones, Ihre Laptops und alles andere zu bauen“, sagte Sutardja.

Er ahnte damals noch nicht, dass KI diese Technologie erfordern würde, aber dieser Tag ist in großer Bedeutung gekommen.

Diese Chips und Chiplets würden mit Tausenden von Metallsteckern miteinander verbunden. In letzter Zeit haben große Chiphersteller wie Advanced Micro Devices die Verwendung von Chiplets sowohl in Zentraleinheiten (CPUs) als auch in Grafikprozessoren (GPUs) befürwortet.

Chiplets sind eine Möglichkeit, das Chipdesign angesichts der Verlangsamung des Mooreschen Gesetzes, das 1965 vom emeritierten Intel-Vorsitzenden Gordon Moore formuliert wurde, weiter voranzutreiben. Er sagte voraus, dass sich die Technologie weiterentwickeln würde, so dass Chiphersteller alle paar Jahre die Anzahl der Komponenten auf einem Chip gleicher Größe verdoppeln könnten. Und das würde die Leistung verbessern (da dichte Chips die Distanz verkürzen, die Elektronen zurücklegen müssen) und auch die Kosten senken.

Aber Moores Gesetz ist entweder ins Stocken geraten (wie von Nvidia-CEO Jensen Huang vorgeschlagen) oder hat sich einfach verlangsamt (wie von Intel-CEO Pat Gelsinger festgestellt). Ein Grund dafür ist, dass die Schaltung derzeit nicht so einfach miniaturisiert werden kann. Die Schichten für die physikalischen Strukturen sind jetzt nur noch wenige Atome dick und die Breite zwischen den Schaltkreisen beträgt etwa 5 Nanometer, also fünf Milliardstel Meter.

Bereits 2015 stellte Sutardja fest, dass die Kosten für die Herstellung von Chips exponentiell stiegen.

AMD-Ingenieure haben gesagt, dass wahrscheinlich die gesamte Chipindustrie auf Chiplets umsteigen wird, weil die Fertigungsverbesserungen, die die Chipindustrie jahrzehntelang vorangetrieben haben, zurückgehen.

AMD hat Chiplets zunächst bei seinen Ryzen-Prozessoren ausprobiert und fügt sie nun der Radeon-Grafik hinzu. Bei den neuesten Radeon-Chips wurde der 5-Nanometer-Fertigungsprozess für den Grafikchip und die 6-Nanometer-Fertigung für sechs weitere Chiplets angestrebt, die einen Cache-Speicher mit schnellem Zugriff bieten.

Alle diese Chips sind zusammen in demselben Modul untergebracht, sodass es einfacher ist, schnelle Verbindungen zwischen den Verarbeitungs- und Speicherkomponenten herzustellen. Su sagte, das Design habe dazu beigetragen, im Vergleich zur vorherigen Generation eine um 54 % höhere Leistung pro Watt, eine um 18 % höhere Frequenz, eine 2,7-fache Spitzenbandbreite bei 61 Teraflops und zwei Mal mehr Befehle pro Takt zu erreichen.

„Das Konzept der Chiplets – der Aufbau größerer Systeme auf Chips mit modularen Komponenten, die in großem Maßstab hergestellt werden – ermöglicht es uns, Chipdesignern die Möglichkeit zu geben, sich auf die Optimierung von Leistung und geringem Stromverbrauch bei großen Chipdesigns zu konzentrieren, und das zu einem Preis, der nicht unerschwinglich ist“, sagte Sutardja . „Die proprietäre Herstellungsmethode von Silicon Box setzt einen neuen Standard für Designflexibilität und elektrische Leistung bei niedrigen Kosten. Diese Agilität in den Halbleiter-Designzyklen ermöglicht es der Industrie, das Chiplet-Konzept zu nutzen und Designs zu entwickeln, die die Rechenleistung verdoppeln, bei bis zu viermal geringeren Kosten für Grafikprozessoren und Hochleistungs-Rechnerchips und bis zur Hälfte der Kosten für breitere Bereiche verbrauchte mobile Prozessoren.“

Das sind große Träume für Silicon Box, das 70 Mitarbeiter hat und schnell neue Mitarbeiter einstellt.

Dai sagte, dass die proprietäre Herstellungsmethode von Silicon Box einen neuen Standard für Designflexibilität und elektrische Leistung bei niedrigen Kosten setzt.

„Jemand muss die Legosteine ​​zusammensetzen“, sagte Sutardja. „Damit KI-Technologie mit hoher Geschwindigkeit und geringer Latenz funktioniert, brauchen wir wirklich neue Technologien.“

Silicon Box ist bereit, riesige Chips herzustellen, die eher Panels ähneln – etwa den Panels für Flachbildschirme –, die bis zu fünfmal so groß sein können wie ein typischer Siliziumwafer. Sie werden viele Chiplets enthalten, wodurch sie neunmal effizienter sind, indem sie die kürzestmöglichen Verbindungen zwischen den Chips nutzen. Ziel ist es, 9.000 Panels pro Woche zu bauen.

Andere Technologieunternehmen wie Cerebras sind dazu übergegangen, riesige Chips aus ganzen Wafern herzustellen, aber Silicon Box wendet solche Ideen auf die Herausforderung der Chipverpackung an.

Obwohl der Bau dieser Silicon-Box-Fabrik als 10- bis 20-Milliarden-Dollar-Waferfabrik nicht teuer ist, verfügt sie dennoch über hochentwickelte Technologie wie einen Reinraum und teure Verpackungsausrüstung.

„Es ist teuer, da wir große Kapazitäten aufbauen müssen“, sagte Sutardja. „Allein für die KI-Anwendungen beträgt der Bedarf ein Vielfaches dessen, was unsere Fabrik bauen kann.“

Sutardja, Vorsitzender von Silicon Box, glaubt, dass diese Agilität in den Halbleiter-Designzyklen es der Industrie ermöglicht, das Chiplet-Konzept zu nutzen und Designs zu entwickeln, die die Rechenleistung verdoppeln, bei bis zu viermal geringeren Kosten für Grafikprozessoren und Hochleistungs-Rechenchips bis zur Hälfte der Kosten für häufiger genutzte mobile Prozessoren.

Konkurrenten wie Intel sind ebenfalls auf Chiplets umgestiegen, aber Intel verfügt nicht über die gleiche Technologie wie Silicon Box, sagte Han.

„Wir müssen die Größe erreichen“, sagte Han. „Wir werden Investoren haben. Die Technologie wird erfolgreich entwickelt. Das Konzept hat sich bewährt. Und unser Cashflow wird die Kosten von 2 Milliarden US-Dollar decken.“

Die Verbindungstechnologie des Unternehmens zielt darauf ab, die einzigartige Herausforderung von Chiplets zu lösen, die für den Antrieb neuer Technologien in Bereichen wie künstlicher Intelligenz (KI), Rechenzentren, Elektrofahrzeugen (EVs), Mobilgeräten und Wearables unerlässlich sind, sagte Dai. Sie sagte, Sutardja und Han hätten jahrzehntelang über die Verpackungsprobleme nachgedacht.

Silicon Box hat weltweit Partnerschaften mit Branchenführern geschlossen, um Halbleiterlösungen zu ermöglichen, die für Anwendungen der nächsten Generation erforderlich sind.

Die Verpackungsanlage wird auch Ausbildungsmöglichkeiten für Absolventen von Hochschulen bieten, um zur Entwicklung radikal neuer Technologien beizutragen. Silicon Box wird mit wirtschaftlich sinnvollen Verfahren arbeiten, um die negativen Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren und sicherzustellen, dass seine miteinander verbundenen Chiplets im großen Maßstab energieeffizient sind. Eine vollständig geschlossene Abwasseraufbereitungsanlage ermöglicht die Wiederverwertung und Wiederverwendung von 50 % des nach der Produktion anfallenden Abwassers.

„Die Entscheidung von Silicon Box, seine erste Produktions- und Forschungs- und Entwicklungsanlage in Singapur zu errichten, ist ein Beweis für unsere Wettbewerbsfähigkeit als wichtiger globaler Knotenpunkt für Halbleiter und ein Vertrauensbeweis in die langfristigen Wachstumsaussichten des Sektors in Singapur“, sagte der Vorsitzende von EDB Png Cheong Boon, in einer Erklärung.

Han sagte, dass das Unternehmen zu Beginn keine 2 Milliarden US-Dollar benötige, da es im Laufe der Zeit Ausrüstung kaufen werde, die die Fabrik füllen werde, wenn die volle Produktion erreicht sei.

„Silicon Box ist gut aufgestellt, um die einzigartige Herausforderung für Chiplets zu lösen, die für die Stromversorgung neuer Technologien unerlässlich sind“, sagte Han. „Unser Expertenteam mit über 30 Jahren Erfahrung, einem wichtigen Partner-Ökosystem und proprietärer Verbindungstechnologie wird den Designzyklus von Chiplets verkürzen, die Kosten für neue Geräte senken, den Stromverbrauch senken und den beteiligten Industriepartnern eine schnellere Markteinführung ermöglichen.“ in Bereichen wie künstliche Intelligenz, Rechenzentren, elektronische Fahrzeuge, Mobilgeräte und Wearables.“

Seit sie Marvell vor sieben Jahren (nach einem Buchhaltungsskandal) verlassen haben, sind Dai und Sutardja zu aktiven Investoren in Startups wie MeetKai, einem Metaverse-Startup, geworden. MeetKai half beim Aufbau der Silicon Box-Anlage mit einem digitalen Zwilling des Standorts.

„Wir bei MeetKai freuen uns sehr über die Partnerschaft mit Silicon Box und haben kaum die Oberfläche dessen berührt, was für Unternehmens- und Industrieanwendungsfälle im Metaversum sehr fruchtbar zu sein verspricht“, sagte James Kaplan, CEO von MeetKai, in einer Erklärung. „Als bahnbrechender Marktführer im Metaverse-Bereich sind wir sehr stolz, mit einem Unternehmen zusammenzuarbeiten, das im Halbleiterbereich so bahnbrechend agiert. Unser intensiver Einsatz von KI hat uns einen ersten Einblick in die Notwendigkeit einer Massenstörung im Halbleiterbereich gegeben. Durch die Automatisierung von Schulungs- und Überwachungsfunktionen hoffen wir, den Grundstein dafür zu legen, dass Silicon Box noch schneller auf viele weitere Fabriken ausgeweitet werden kann.“

Silicon Box hat weltweit Partnerschaften mit Branchenführern geschlossen, um Halbleiterlösungen zu ermöglichen, die für Anwendungen der nächsten Generation erforderlich sind.

„Was die Benutzer von morgen erwarten werden, wenn es um ihr Enderlebnis geht, sei es auf einem mobilen Gerät, einem Elektrofahrzeug oder einer Endanwendung mit generativer KI, erfordert grundlegend andere Ansätze bei der Halbleiterfertigung, wie beispielsweise die fortschrittliche Panel-Level-Packaging-Technologie.“ bei dem Silicon Box an vorderster Front steht“, sagte Dai.

Sie glaubt, dass dies die erste von vielen Einrichtungen ist.

„Die Fabrik in Singapur ist erst der Anfang, das Flaggschiff, aber die ganze Welt schreitet mit fortschrittlicher Verpackung voran“, sagte Dai.

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