چپلیٹ نے چپس کو تبدیل کر دیا ہے۔

1965 میں، انٹیل کے شریک بانی گورڈن مور نے بیان کیا کہ "مور کا قانون" بن گیا۔ نصف صدی سے زائد عرصے تک اس نے انٹیگریٹڈ سرکٹ (IC) کی کارکردگی اور گرتی ہوئی لاگت میں مسلسل کامیابیاں حاصل کیں جو کہ جدید ڈیجیٹل ٹیکنالوجی کی بنیاد ہے۔ مختصراً: ایک چپ پر ٹرانزسٹروں کی تعداد تقریباً ہر دو سال بعد دگنی ہو جاتی ہے۔

برسوں سے، ترقی نے اس کیڈنس کو ٹریک کیا۔ اب تصویر بدل رہی ہے۔ مزید سکڑنا مشکل ہو گیا ہے۔ خصوصیت کے سائز صرف چند نینو میٹر تک کم ہیں۔ انجینئر جسمانی حدود، زیادہ پیچیدہ عمل کے مراحل، اور بڑھتے ہوئے اخراجات میں دوڑ رہے ہیں۔ چھوٹی جیومیٹریاں بھی پیداوار کو کم کرتی ہیں، جس سے اعلیٰ حجم کی پیداوار مشکل ہو جاتی ہے۔ ایک اہم ترین فیب کی تعمیر اور اسے چلانے کے لیے بے پناہ سرمایہ اور مہارت کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس لیے بہت سے لوگ دلیل دیتے ہیں کہ مور کا قانون بھاپ کھو رہا ہے۔

اس تبدیلی نے ایک نئے نقطہ نظر کا دروازہ کھول دیا ہے: چپلیٹ۔

ایک چپلیٹ ایک چھوٹی سی ڈائی ہے جو ایک مخصوص فنکشن انجام دیتی ہے — بنیادی طور پر اس کا ایک ٹکڑا جو ایک یک سنگی چپ ہوا کرتا تھا۔ ایک پیکج میں ایک سے زیادہ چپلٹس کو ضم کرکے، مینوفیکچررز ایک مکمل نظام کو جمع کر سکتے ہیں۔

یک سنگی دور میں، تمام افعال ایک بڑے ڈائی پر رہتے تھے، لہذا کہیں بھی کوئی خرابی پوری چپ کو ختم کر سکتی ہے۔ چپلیٹ کے ساتھ، نظام "معروف اچھی ڈائی" (KGD) سے بنائے گئے ہیں، جو پیداوار اور مینوفیکچرنگ کی کارکردگی کو ڈرامائی طور پر بہتر بنا رہے ہیں۔

متضاد انضمام—مختلف پراسیس نوڈس اور مختلف فنکشنز پر بنائے گئے ڈائز کا امتزاج—چپلٹس کو خاص طور پر طاقتور بناتا ہے۔ اعلی کارکردگی والے کمپیوٹ بلاکس جدید ترین نوڈس کا استعمال کر سکتے ہیں، جبکہ میموری اور اینالاگ سرکٹس بالغ، سرمایہ کاری مؤثر ٹیکنالوجیز پر رہتے ہیں۔ نتیجہ: کم قیمت پر اعلی کارکردگی۔

آٹو انڈسٹری خاص طور پر دلچسپی رکھتی ہے۔ بڑی گاڑیاں بنانے والے ان تکنیکوں کو مستقبل میں گاڑیوں میں چلنے والی SoCs تیار کرنے کے لیے استعمال کر رہے ہیں، جس کو 2030 کے بعد بڑے پیمانے پر اپنانے کا ہدف بنایا گیا ہے۔ چپلیٹ انہیں پیداوار کو بہتر بناتے ہوئے AI اور گرافکس کو زیادہ مؤثر طریقے سے پیمانہ کرنے دیتے ہیں۔

کچھ آٹوموٹو پرزوں کو سخت فنکشنل سیفٹی معیارات کو پورا کرنا چاہیے اور اس طرح پرانے، ثابت شدہ نوڈس پر انحصار کرنا چاہیے۔ دریں اثنا، جدید نظام جیسے ایڈوانسڈ ڈرائیور اسسٹنس (ADAS) اور سافٹ وئیر ڈیفائنڈ وہیکلز (SDVs) کہیں زیادہ کمپیوٹنگ کا مطالبہ کرتے ہیں۔ چپلیٹ اس فرق کو پُر کرتے ہیں: حفاظتی طبقے کے مائیکرو کنٹرولرز، بڑی میموری، اور طاقتور AI ایکسلریٹر کو یکجا کر کے، مینوفیکچررز ایس او سی کو ہر کار ساز کی ضروریات کے مطابق تیار کر سکتے ہیں۔

یہ فوائد آٹوز سے آگے بڑھتے ہیں۔ چپلیٹ آرکیٹیکچرز AI، ٹیلی کام، اور دیگر ڈومینز میں پھیل رہے ہیں، صنعتوں میں جدت کو تیز کر رہے ہیں اور تیزی سے سیمی کنڈکٹر روڈ میپ کا ایک ستون بن رہے ہیں۔

چپلیٹ کا انضمام کمپیکٹ، تیز رفتار ڈائی ٹو ڈائی کنکشن پر منحصر ہے۔ کلیدی فعال کرنے والا انٹرپوزر ہے - ایک درمیانی تہہ، اکثر سیلیکون، ڈائیز کے نیچے جو سگنلز کو ایک چھوٹے سرکٹ بورڈ کی طرح روٹ کرتی ہے۔ بہتر انٹرپوزر کا مطلب ہے سخت جوڑے اور تیز سگنل کا تبادلہ۔

اعلی درجے کی پیکیجنگ بجلی کی ترسیل کو بھی بہتر بناتی ہے۔ ڈیز کے درمیان چھوٹے دھاتی رابطوں کی گھنی صفیں تنگ جگہوں میں بھی کرنٹ اور ڈیٹا کے لیے کافی راستے فراہم کرتی ہیں، جس سے محدود پیکیج ایریا کا موثر استعمال کرتے ہوئے ہائی بینڈوڈتھ کی منتقلی ممکن ہوتی ہے۔

آج کا مرکزی دھارے کا نقطہ نظر 2.5D انضمام ہے: ایک انٹرپوزر پر متعدد ڈیز کو ساتھ ساتھ رکھنا۔ اگلی چھلانگ 3D انٹیگریشن ہے، جو کہ زیادہ کثافت کے لیے تھرو-سلیکون ویاس (TSVs) کا استعمال کرتے ہوئے اسٹیک عمودی طور پر مر جاتا ہے۔

ماڈیولر چپ ڈیزائن (فکشنز اور سرکٹ کی اقسام کو الگ کرنے) کو 3D اسٹیکنگ کے ساتھ ملانے سے تیز، چھوٹے، زیادہ توانائی کے موثر سیمی کنڈکٹرز حاصل ہوتے ہیں۔ میموری اور کمپیوٹ کو باہم تلاش کرنا بڑے ڈیٹا سیٹس کو بہت بڑی بینڈوتھ فراہم کرتا ہے — جو AI اور دیگر اعلی کارکردگی والے کام کے بوجھ کے لیے مثالی ہے۔

عمودی اسٹیکنگ، تاہم، چیلنجز لاتی ہے۔ گرمی زیادہ آسانی سے جمع ہوتی ہے، تھرمل مینجمنٹ اور پیداوار کو پیچیدہ بناتی ہے۔ اس سے نمٹنے کے لیے، محققین تھرمل رکاوٹوں کو بہتر طریقے سے سنبھالنے کے لیے پیکیجنگ کے نئے طریقوں کو آگے بڑھا رہے ہیں۔ اس کے باوجود، رفتار مضبوط ہے: chiplets اور 3D انضمام کو وسیع پیمانے پر ایک خلل ڈالنے والے نمونے کے طور پر دیکھا جاتا ہے - یہ مشعل لے جانے کے لیے تیار ہے جہاں مور کا قانون چھوڑتا ہے۔