TSMCは、新技術によってウェーハスケール製造競争を3次元へと押し上げています。北米技術シンポジウムにおいて、同社はウェーハスケール設計の3次元統合を可能にする次世代システム・オン・ウェーハ・プラットフォーム「CoW-SoW」を発表しました。これは、TSMCが2020年に発表したウェーハスケールロジックプロセッサの製造を可能にするInFO_SoWシステム・オン・ウェーハ統合技術を基盤としています。現在、この技術をテスラのみが自社のDojoスーパーコンピューターに採用しており、TSMCによるとDojoは現在生産中です。
TSMCは、今後発表するCoW-SoWプラットフォームにおいて、InFO_SoWとSoIC（System on Integrated Chip）という2つのパッケージング手法をシステム・オン・ウェーハ・プラットフォームに統合します。CoW（Chip on Wafer）技術を用いることで、メモリやロジックをシステム・オン・ウェーハ上に直接積層することが可能になります。この新しいCoW_SoW技術は2027年までに量産体制に入る予定ですが、実際の製品が市場に投入される時期はまだ未定です。
「将来的には、ウエハレベルの統合により、お客様はさらに多くのロジックとメモリを統合できるようになります」と、TSMCの事業開発担当副社長であるケビン・チャン氏は述べています。「SoWはもはや架空のものではありません。これは、既にお客様と協力して、既に導入されている製品の一部を製造する上で重要な取り組みです。当社の高度なウエハレベル統合技術を活用することで、お客様がAIクラスターやスーパーコンピュータに、より多くの、よりエネルギー効率の高い計算能力を導入する能力を継続的に向上させるための、非常に重要な道筋を提供できると考えています。」
現在、TSMCのCoW-SoWは、ウェーハスケールプロセッサとHBM4メモリの統合に重点を置いています。これらの次世代メモリスタックは2048ビットインターフェースを備え、ロジックチップ上にHBM4を直接統合することが可能になります。また、コストを最適化するために、ウェーハスケールプロセッサ上に追加のロジックをスタックすることも理にかなっている可能性があります。
一般的なウェーハスケールプロセッサ（Cerebras社のWSEなど）、特にInFO_SoWベースのプロセッサは、高帯域幅・低レイテンシのコア間通信、低電力供給ネットワークインピーダンス、高いエネルギー効率など、パフォーマンスと効率性において大きなメリットをもたらします。さらに、これらのプロセッサは「追加」コアという形で冗長性も備えています。
しかし、InFO_SoW技術には一定の限界があります。例えば、この方法で製造されるウェーハスケールのプロセッサはオンチップメモリに完全に依存しており、将来のAIニーズには対応できない可能性があります（ただし、現時点では問題ありません）。CoW-SoWは、このようなウェーハにHBM4を搭載できるため、この問題を解決します。さらに、InFO_SoWウェーハは単一ノードで処理されますが、このノードはCoW-SoW製品がサポートする3Dスタッキングをサポートしていません。
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アントン・シロフはTom's Hardwareの寄稿ライターです。過去数十年にわたり、CPUやGPUからスーパーコンピュータ、最新のプロセス技術や最新の製造ツールからハイテク業界のトレンドまで、あらゆる分野をカバーしてきました。
