Intel confirmó hoy formalmente que utilizaría sustratos de vidrio para embalajes 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 en paquetes (SiP) multichiplet de mayor rendimiento, destinados principalmente a centros de datos. En particular, Intel espera que los sustratos de vidrio permitan SiP ultragrandes de 24×24 cm que alberguen múltiples piezas de silicio.
El vidrio ofrece una variedad de beneficios sobre los sustratos orgánicos tradicionales. Entre sus características destacadas se encuentra su planitud ultrabaja para mejorar la profundidad de enfoque para la litografía, así como una estabilidad dimensional superior para las interconexiones. Esto será importante para los SiP de próxima generación con aún más chiplets en comparación con los dispositivos actuales, como el Ponte Vecchio de Intel. Estos sustratos también proporcionan 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 hace posible multiplicar por diez este aspecto, que es crucial para la entrega de energía y el enrutamiento de señales de los SiP de próxima generación. En particular, Intel está hablando de <5/5um Línea/Espacio y <100um a través de vidrio mediante paso (TGV), lo que permite un paso entre matrices de <36um en el sustrato y un paso entre núcleos <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 precisa y exacta.
La introducción de sustratos de vidrio por parte de Intel es un salto significativo con respecto a los sustratos orgánicos que utiliza actualmente la industria. El mayor proveedor de procesadores del mundo cree que los sustratos orgánicos alcanzarán los límites de sus capacidades en los próximos años, ya que la empresa producirá SiP orientados a centros de datos con decenas de mosaicos y quizás miles de vatios de consumo de energía. Dichos SiP requerirían interconexiones muy densas entre chipsets, al tiempo que garantizarían que todo el paquete no se doble durante la producción o durante el tiempo de uso debido al calor.
Dado que estos SiP no existen hoy en día, los sustratos de vidrio no sirven solo para superar desafíos como las densidades de interconexión y la tolerancia a la temperatura. Permiten a Intel crear soluciones innovadoras para centros de datos, inteligencia artificial y gráficos, afirma la compañía. Esto podría sentar las bases para lograr la asombrosa cifra de 1 billón de transistores en un solo paquete en 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 de 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 necesitaba colaborar tanto con socios de equipos como de 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 lanzó 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. Si bien el chip de prueba es un dispositivo cliente, la tecnología se utilizará inicialmente para construir procesadores orientados a centros de datos. Pero una vez que la tecnología madure, se utilizará para aplicaciones informáticas de clientes. Intel mencionó los procesadores gráficos entre las posibles aplicaciones de la 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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