Na sua exploração de embalagens avançadas, a Intel concentrou a sua atenção num novo material para substratos de chips: o vidro. A rigidez do vidro, juntamente com o seu coeficiente de expansão térmica mais baixo, torna-o superior aos substratos orgânicos, uma vez que reduz o grau de expansão e deformação. De acordo com Pooya Tadayon, Intel Fellow e Diretor de Desenvolvimento de Tecnologia de Embalagem e Teste, estas propriedades conferem ao vidro uma vantagem particular no escalonamento do processo, tal como a obtenção de passos mais finos.

_{Tom Rucker, Vice-Presidente de Desenvolvimento Tecnológico e Diretor de Integração de Desenvolvimento Tecnológico de Embalagem e Teste na Intel}

"A utilização de substratos de vidro permite-nos introduzir algumas funcionalidades e geometrias interessantes para melhorar o fornecimento de energia", afirmou Tadayon. "Este material pode também permitir díodos de alta velocidade que ultrapassam os 224G e chegam mesmo aos 448G". Acrescentou ainda que a adoção de substratos de vidro é um processo gradual, impulsionado pelo desenvolvimento de ferramentas e processos, bem como pela procura emergente. Os substratos de vidro coexistirão com os substratos orgânicos em vez de os substituírem.

Tom Rucker, Vice-Presidente de Desenvolvimento Tecnológico e Diretor de Integração de Desenvolvimento de Tecnologia de Embalagem e Teste da Intel, referiu que a empresa mudou o seu enfoque na embalagem avançada do sistema em chip (SoC) para o sistema em pacote (SiP).

"À medida que fazemos a transição de muitas das nossas linhas de produtos para a utilização da tecnologia Embedded Multi-die Interconnect Bridge (EMIB), esta mudança continua a ganhar força", afirmou Rucker. "Também estamos a avançar para as interligações 3D, que suportam o empilhamento de matrizes e permitem um maior número de matrizes, possibilitando geometrias mais pequenas e um maior desempenho - tudo num único pacote."

_{Pooya Tadayon, bolseiro da Intel, Diretor de Desenvolvimento de Tecnologias de Embalagem e Teste}

Os desafios mecânicos colocados pela embalagem em grande escala também levaram a Intel a expandir as suas capacidades nesta área. Tadayon salientou que os substratos são propensos a deformações, e Mark Gardner, Diretor Sénior de Embalagem Avançada nos Serviços de Fundição da Intel, acrescentou que isto dificulta a sua montagem nas motherboards. "Como resultado, descobrimos que ter conhecimentos especializados na montagem de placas pode ser benéfico para os nossos clientes e podemos colaborar com os fabricantes de placas para lhes proporcionar um processo sem problemas", explicou Gardner.

Impulsionar a inovação contínua na tecnologia de embalagem

Os produtos recém-lançados e futuros da Intel incluem:

• O Série Max As GPUs para centros de dados, apresentadas no início de 2023, tiram partido de quase todas as tecnologias de empacotamento avançadas da Intel, incluindo empilhamento 3D lado a lado e EMIB. Estes componentes contêm 47 matrizes de processo de 5 nm e 100 mil milhões de transístores.
• A próxima geração Passo de 36µm Foveros Tecnologia de empilhamento 3D (que evoluiu de 50µm para 36µm e atualmente para 25µm), bem como a Lago Meteoro que deverá ser lançado em 2023.
• O Disposição em grelha esférica de um chip (FCBGA) A plataforma de produção em série, prevista para 2024, planeia expandir as dimensões dos pacotes lado a lado para 100 mm, aumentar as camadas intermédias e reduzir os passos para menos de 90 µm.
• As interconexões de próxima geração, incluindo o acoplamento à base de vidro - também conhecido como tecnologia de pontes de vidro-e ópticas co-embaladas com guias de onda integrados.

Tadayon explicou que a tecnologia de ponte de vidro não liga nem une diretamente as fibras ópticas aos chips de silício para evitar o reprocessamento. Esta "solução única" suporta a funcionalidade plug-and-play e espera-se que entre em produção em massa até ao final de 2024. Além disso, a tecnologia de empilhamento de chips Foveros da Intel continuará a evoluir, prevendo-se que os passos diminuam para 9µm.

"Olhando para as tecnologias da próxima geração, planeamos adotar passos inferiores a 5µm nos nossos produtos", afirmou Tadayon. "Continuaremos a introduzir novas arquitecturas e capacidades de empilhamento 3D, permitindo aos arquitectos ligar chips de diferentes formas e tirar partido da flexibilidade oferecida por esta plataforma."

O que impulsiona estas inovações tecnológicas?

"A tecnologia de empacotamento desempenha um papel fundamental na viabilização de funções de computação em todos os sectores do ecossistema, desde supercomputadores de alto desempenho a centros de dados, computação de ponta e tudo o que está entre eles - armazenamento, transmissão e ação com base em dados", afirmou Rucker. "Os principais factores para as soluções tecnológicas são o desempenho, a escala e o custo."

_{Mark Gardner, diretor sénior de embalagem avançada na divisão de fundição da Intel}

A Intel está também a aperfeiçoar os seus serviços de fundição, afastando-se de uma abordagem do tipo "tudo ou nada". Gardner descreveu o modelo de fundição de sistema aberto renovado da empresa, que oferece serviços mais flexíveis e à la carte que abrangem todo o ciclo de vida de fabrico do produto - desde as especificações do produto até aos testes.

"No passado, era necessário utilizar todos os nossos serviços de fabrico ou não utilizar nada", explicou. "Mas esta nova abordagem satisfaz a procura de forma mais eficaz e oferece maior flexibilidade." Além disso, os testes podem agora ser realizados mais cedo no ciclo de fabrico, o que ajuda a reduzir os custos.

"Isto é particularmente importante porque, se olharmos para o Ponte Vecchio (o nome de código da GPU para centros de dados da série Max), tem cerca de 50 chiplets ou mosaicos", disse Gardner. "Se um deles falhar durante o teste final, é preciso descartar todos os outros chips bons, juntamente com a embalagem muito cara. Vimos o potencial para ganhar mais com as capacidades de teste final."