Vidrio en lugar de materia orgánica: Intel quiere reinventar el sustrato utilizado para fabricar chips

En vísperas de la feria interna Intel Innovation, la división de investigación de Intel está en el centro de atención y presenta un nuevo sustrato de vidrio como material portador de chips. Esto no sólo promete contener un 50 por ciento más de chips en un paquete de sustrato clásico, sino que también debería ofrecer varias otras ventajas.

El vidrio debería ser el futuro del packaging

En 1995 se introdujo Sustratos orgánicos, como se encuentra hoy en día en todas las PC, portátiles o servidores en forma de chipset LGA o BGA como procesador, tarjeta gráfica, chipset u otro chip. En aquella época, la versión orgánica, a base de carbono, surgió como alternativa a la versión inorgánica con cerámica, que tenía una vida útil relativamente corta.

Después de casi 30 años, ya no todo es posible con el sustrato actual; Los límites se están volviendo más claros, lo que se ha vuelto más claro, especialmente en los últimos años. Es hora de una nueva revolución, Intel cree que es el sustrato de vidrio.

La investigación sobre este tema se lleva realizando desde hace mucho tiempo.

La idea de un sustrato a base de vidrio no es nueva. La investigación sobre este tema se lleva realizando desde hace 15 años, pero a menudo a menor escala, en universidades y otras instituciones. La ciencia reconoce desde hace mucho tiempo el potencial, pero persiste un problema: el vidrio. Como es fácil imaginar, los problemas comienzan con la manipulación, el corte y muchas otras áreas, por eso los requisitos de entrada son tan altos.

El fabricante explicó previamente en una conferencia de prensa que Intel ya ha resuelto muchos de los problemas, pero aún no todos. Se han imitado cosas desde el manejo de los chips de silicio, pero también desde la forma en que los fabricantes producen grandes paneles para televisores, combinados con sus propios logros, por ejemplo en la producción de chips EMIB. Es por eso que tanto los gigantes químicos como los fabricantes de herramientas y herramientas se unen a nosotros porque, en última instancia, son necesarios. La investigación en este ámbito y la creación de una línea piloto de los primeros chips funcionales basados ​​en este sustrato han costado más de mil millones de dólares. Hemos aprendido mucho y hemos realizado más de 600 inventos en esta dirección.

¿Qué hace que un sustrato de vidrio sea mejor?

Sobre el papel, el sustrato de vidrio puede hacer casi todo mejor que la solución orgánica actual, si se ignoran las dificultades de fabricación y los altos costos asociados. Por ejemplo, se pueden instalar un 50 por ciento más de chips en la misma área en comparación con el sustrato orgánico actual. Y eso no es todo. Según Intel, el área máxima posible actualmente de 120 mm x 120 mm para un sustrato se puede cuadriplicar a 240 mm x 240 mm utilizando un sustrato de vidrio.

La combinación de ambas opciones explica por qué es necesario abordar aquí el entorno de HPC, IA y centro de datos, porque esto significa que se pueden empaquetar muchos chips y, por lo tanto, rendimiento en un solo paquete.

El nuevo sustrato también permite isótopos. TSV (a través de vía de silicio)Se llama A través del cristal (TGV). Muchas otras cosas que a primera vista son difíciles de imaginar también se pueden hacer con vidrio, pero trabajar con sustratos orgánicos clásicos, y en algunos casos incluso mejores. Intel pone el ejemplo de las comunicaciones ópticas para una transferencia de datos más rápida, lo que hoy en día debe solucionarse mediante el uso de chips ópticos adicionales sobre un sustrato orgánico: el vidrio tiene las propiedades adecuadas directamente de fábrica.

Inicialmente no es una solución de mercado masivo.

Sin embargo, los costes más elevados del sustrato de vidrio mencionados anteriormente pueden compensarse parcialmente con productos acondicionados adecuadamente. Menos capas en el chip sobre el que se coloca, una fuente de alimentación adaptada y más flexibilidad en términos de temperatura, lo que en última instancia hace que la producción del chip sea más barata, por lo que puede terminar con un resultado similar cuando el chip terminado se coloca en otro lugar. Socket.Intel esperanzas. Sin embargo, la nueva tecnología comenzará inicialmente en el segmento de precios más altos, donde la mayoría de las ventajas se pueden implementar más fácilmente. Sin embargo, el chip de prueba funcional inicialmente se parece al procesador de un portátil moderno.

Sustrato ABF clásico Pero de ninguna manera está muerto, sino que va de la mano con el sustrato de vidrio, e incluso lo cubre parcialmente desde arriba y desde abajo, especialmente aislante, pero puede variar en el futuro según el producto. Hoy en día, utilizar una solución conocida es la forma más sencilla de crear un chip BGA clásico como prototipo. El nuevo enfoque podría entrar en producción en serie a finales de la década.

Con el tiempo, y con la infraestructura adecuada, el sustrato de vidrio puede evolucionar desde el segmento de precios elevados hasta la base para chips pequeños. Porque, en última instancia, ellos también pueden beneficiarse de las oportunidades.

ComputerBase recibió información sobre este artículo de Intel en virtud de un acuerdo de confidencialidad. El único requisito era la fecha de publicación más temprana posible.