Intel confirmó oficialmente hoy que utilizará sustratos de vidrio para empaques avanzados en la segunda mitad de esta década. Intel espera que las propiedades mecánicas, físicas y ópticas superiores de los sustratos de vidrio permitan a la empresa construir sistemas empaquetados con múltiples chipsets (SiP) de mayor rendimiento, principalmente para su uso en centros de datos. En particular, Intel espera que los sustratos de vidrio permitan SiP ultragrandes de 24 x 24 cm que alberguen múltiples piezas de silicio.
El vidrio ofrece muchas ventajas sobre los sustratos orgánicos tradicionales. Entre sus características notables se encuentran su planitud ultrabaja para mejorar la profundidad de campo para la litografía, así como una estabilidad dimensional superior para las interconexiones. Esto será importante para los SiP de próxima generación con incluso más conjuntos de chips que los dispositivos actuales, como el Ponte Vecchio de Intel. Estos sustratos también ofrecen una estabilidad térmica y mecánica superior, lo que les permite soportar temperaturas más altas, lo que los hace más resistentes en aplicaciones de centros de datos.
Además, Intel afirma que los sustratos de vidrio permiten una densidad de interconexión mucho mayor (es decir, pasos más estrechos), lo que ayuda a multiplicar por diez este aspecto, lo cual es crucial para entregar energía y enrutar señales de los SiP de próxima generación. En particular, Intel está hablando de un paso de <5/5um Línea/Espacio y <100um a través de la vía de vidrio (TGV), lo que permite un paso entre matrices de <36um en el sustrato y un paso de golpe del núcleo < 80um. Además, los sustratos de vidrio reducen la distorsión del patrón en un 50 %, lo que mejora la profundidad de enfoque para la litografía y garantiza una fabricación de semiconductores más exacta y precisa.
La introducción de sustratos de vidrio por parte de Intel representa un avance significativo con respecto a los sustratos orgánicos utilizados actualmente por la industria. El mayor proveedor de procesadores del mundo cree que los sustratos orgánicos alcanzarán el límite de sus capacidades en los próximos años, ya que la empresa produce SiP orientados a centros de datos con docenas de mosaicos y quizás miles de vatios de consumo de energía. Dichos SiP requerirían interconexiones muy densas entre conjuntos de chips, al tiempo que garantizarían que todo el paquete no se doble durante la producción o el uso debido al calor.
Dado que estos SiP no existen hoy en día, los sustratos de vidrio no solo sirven para superar desafíos como las densidades de interconexión y la tolerancia a la temperatura. Permiten a Intel crear soluciones revolucionarias para centros de datos, inteligencia artificial y gráficos, afirma la compañía. Esto podría allanar el camino para producir la asombrosa cifra de 1 billón de transistores en un solo paquete durante la próxima década.
Al menos por ahora, Intel es el único fabricante de chips que habla de sustratos de vidrio, y podría haber una razón para ello. La compañía dice que ha estado trabajando en esta tecnología durante aproximadamente una década y ahora tiene una línea de investigación y desarrollo de vidrio totalmente integrada en su campus en Chandler, Arizona, donde la compañía desarrolla tecnologías de embalaje. Intel dice que la línea le costó más de mil millones de dólares y que para que funcionara tuvo que colaborar con socios en equipos y materiales. Sólo unas pocas empresas del sector pueden permitirse este tipo de inversiones, e Intel parece ser la única empresa que hasta ahora ha desarrollado sustratos de vidrio.
Para demostrar que la tecnología funciona, Intel ha lanzado un chip de prueba completamente funcional que utiliza TGV de 75 um con una relación de aspecto de 20:1, así como un grosor de núcleo de 1 mm. Aunque el chip de prueba es un dispositivo cliente, la tecnología se utilizará inicialmente para construir procesadores para su uso en centros de datos. Pero una vez que la tecnología alcance la madurez, se utilizará para aplicaciones informáticas de clientes. Intel ha mencionado los procesadores gráficos entre las posibles aplicaciones para esta tecnología, y dado que las GPU pueden consumir cualquier cantidad de transistores que se les arrojen, es probable que se beneficien de la mayor densidad de interconexión y la rigidez mejorada de los sustratos de vidrio.
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