2.5Dパッケージングは、複数の半導体ダイをインターポーザーと呼ばれる基板上で水平に高密度接続する技術です。AIチップの大規模化や広帯域化を実現する基盤技術として、GPUやHBMの接続に広く活用されています。
2.5Dパッケージングとは
2.5Dパッケージングとは、複数の半導体チップ（ダイ）を平面方向（水平方向）に高密度で並べ、シリコンなどのインターポーザーを介して一体化する先進的な実装技術です。
詳しく解説
半導体の微細化プロセスが物理的な限界に近づく中、性能向上の新しいアプローチとしてチップレット設計が主流になりつつあります。2.5Dパッケージングは、CPUやGPU、アクセラレータ、HBMなどを一つのパッケージ内に統合し、あたかも一つの巨大なチップのように動作させることができます。インターポーザーを使用することで微細な配線が可能になり、ダイ間の通信速度向上と省電力化が同時に達成できるため、AI処理やデータセンター向け半導体において極めて重要な役割を担っています。
具体例・使われ方
近年の高性能なAIアクセラレータやGPUにおいて、演算プロセッサのすぐそばにHBMを2.5Dパッケージングで配置する構成が標準的になっています。これにより、膨大なパラメータを持つLLMの学習や推論を高速に処理することが可能となります。
似た用語との違い
従来の2D実装が別々のパッケージに分かれたチップを基板上で配線していたのに対し、2.5Dパッケージングは1つのパッケージ内でインターポーザーを介して接続します。また、チップを垂直方向に積み重ねる3Dパッケージングと比較して、熱の放散が比較的容易であるという特徴があります。
注意点
インターポーザーや実装プロセスの歩留まり向上が難しく、製造コストが高くなりやすい点が挙げられます。また、異なるダイ間の熱膨張率の違いによる歪みや発熱対策など、高度な熱設計が不可欠です。