En su exploración de envases avanzados, Intel ha centrado su atención en un nuevo material para sustratos de chips: el vidrio. La rigidez del vidrio, junto con su menor coeficiente de expansión térmica, lo hace superior a los sustratos orgánicos, ya que reduce el grado de expansión y deformación. Según Pooya Tadayon, Intel Fellow y Director de Desarrollo de Tecnología de Envasado y Pruebas, estas propiedades confieren al vidrio una ventaja particular en el escalado de procesos, como la consecución de pasos más finos.

_{Tom Rucker, Vicepresidente de Desarrollo Tecnológico y Director de Integración de Desarrollo de Tecnología de Envasado y Pruebas de Intel}

"El uso de sustratos de vidrio nos permite introducir algunas funcionalidades y geometrías interesantes para mejorar la entrega de potencia", afirma Tadayon. "Este material también puede permitir diodos de alta velocidad que vayan más allá de los 224G e incluso alcancen los 448G". Añadió que la adopción de sustratos de vidrio es un proceso gradual, impulsado por el desarrollo de herramientas y procesos, así como por la demanda emergente. Los sustratos de vidrio coexistirán con los orgánicos en lugar de sustituirlos.

Tom Rucker, Vicepresidente de Desarrollo Tecnológico y Director de Integración de Desarrollo de Tecnología de Embalaje y Pruebas de Intel, señaló que la empresa ha cambiado su enfoque en el embalaje avanzado del sistema en chip (SoC) al sistema en embalaje (SiP).

"A medida que avanzamos en la transición de muchas de nuestras líneas de productos hacia el uso de la tecnología EMIB (Embedded Multi-die Interconnect Bridge), este cambio sigue ganando impulso", afirma Rucker. "También estamos avanzando hacia las interconexiones 3D, que admiten el apilamiento de troqueles y permiten un mayor número de troqueles, lo que posibilita geometrías más pequeñas y un mayor rendimiento, todo ello dentro de un mismo encapsulado."

_{Pooya Tadayon, Becario Intel, Director de Desarrollo de Tecnología de Envasado y Pruebas}

Los retos mecánicos que plantea el embalaje a gran escala también han impulsado a Intel a ampliar sus capacidades en este campo. Tadayon señaló que los sustratos son propensos a deformarse, y Mark Gardner, Director Senior de Embalaje Avanzado de Intel Foundry Services, añadió que esto dificulta su montaje en placas base. "Como resultado, hemos descubierto que tener experiencia en el montaje de placas puede ser beneficioso para nuestros clientes, y podemos colaborar con los fabricantes de montaje de placas para ofrecerles un proceso sin fisuras", explicó Gardner.

Impulsar la innovación continua en la tecnología de envasado

Entre los productos de Intel lanzados recientemente y de próxima aparición figuran:

• En Serie Max Las GPU para centros de datos, presentadas a principios de 2023, aprovechan casi todas las tecnologías avanzadas de empaquetado de Intel, incluido el apilamiento 3D lado a lado y EMIB. Estos componentes contienen 47 troqueles de proceso de 5 nm y 100.000 millones de transistores.
• La nueva generación Paso de 36µm Foveros tecnología de apilamiento 3D (que ha evolucionado de 50µm a 36µm y ahora a 25µm), así como la Lago Meteorito cuyo lanzamiento está previsto para 2023.
• En Flip-Chip Ball-Grid-Array (FCBGA) cuya producción en serie está prevista para 2024, tiene previsto ampliar el tamaño de los paquetes a 100 mm, extender las capas intermedias y reducir el paso a menos de 90 µm.
• Las interconexiones de nueva generación, incluido el acoplamiento basado en vidrio -también conocido como tecnología de puentes de cristal-y la óptica de coempaquetado con guías de ondas integradas.

Tadayon explicó que la tecnología de puente de vidrio no conecta ni une directamente las fibras ópticas a los chips de silicio para evitar su reprocesamiento. Esta "solución única" admite la funcionalidad plug-and-play y se espera que entre en producción en masa a finales de 2024. Además, la tecnología de apilamiento de chips Foveros de Intel seguirá evolucionando, y se espera que los pasos se reduzcan a 9 µm.

"De cara a las tecnologías de próxima generación, tenemos previsto adoptar pasos inferiores a 5µm en nuestros productos", declaró Tadayon. "Seguiremos introduciendo arquitecturas novedosas y capacidades de apilamiento 3D, lo que permitirá a los arquitectos conectar los chips de diferentes maneras y aprovechar la flexibilidad que ofrece esta plataforma."

¿Qué impulsa estas innovaciones tecnológicas?

"La tecnología de envasado desempeña un papel fundamental a la hora de hacer posibles las funciones informáticas en todos los sectores del ecosistema, desde los superordenadores de alto rendimiento hasta los centros de datos, la informática periférica y todo lo que hay entre medias: el almacenamiento, la transmisión y la acción basada en datos", afirma Rucker. "Los principales impulsores de las soluciones tecnológicas son el rendimiento, el escalado y el coste".

_{Mark Gardner, director senior de empaquetado avanzado en la división de fundición de Intel}

Intel también está perfeccionando sus servicios de fundición, alejándose de un enfoque de "todo o nada". Gardner describió el renovado modelo de fundición de sistema abierto de la empresa, que ofrece servicios más flexibles y a la carta que abarcan todo el ciclo de vida de fabricación del producto, desde las especificaciones hasta las pruebas.

"Antes había que utilizar todos nuestros servicios de fabricación o ninguno", explica. "Pero este nuevo enfoque responde mejor a la demanda y ofrece mayor flexibilidad". Además, ahora las pruebas pueden realizarse antes en el ciclo de fabricación, lo que ayuda a reducir costes.

"Esto es especialmente importante porque si nos fijamos en Ponte Vecchio (el nombre en clave de la GPU para centros de datos de la serie Max), tiene casi 50 chiplets o fichas", explica Gardner. "Si uno de ellos falla durante las pruebas finales, hay que descartar todos los demás chips buenos, junto con el carísimo embalaje. Hemos visto el potencial de ganar más con las capacidades de pruebas finales".