Занимаясь разработкой усовершенствованной упаковки, компания Intel обратила внимание на новый материал для подложек микросхем - стекло. Жесткость стекла, а также более низкий коэффициент теплового расширения делают его лучше органических подложек, поскольку снижают степень расширения и деформации. По словам Пуа Тадайона, научного сотрудника Intel и директора по разработке технологий упаковки и тестирования, эти свойства дают стеклу особое преимущество при масштабировании процессов, например, при достижении более мелких шагов.

_{Том Ракер, вице-президент по развитию технологий и директор по интеграции технологий упаковки и тестирования в Intel}

"Использование стеклянных подложек позволяет нам внедрить некоторые интересные функциональные возможности и геометрию для улучшения передачи энергии", - говорит Тадайон. "Этот материал также позволяет создавать высокоскоростные диоды, которые выходят за пределы 224 Гбит/с и даже достигают 448 Гбит/с". Он добавил, что переход на стеклянные подложки - это постепенный процесс, обусловленный развитием инструментов и процессов, а также появляющимся спросом. Стеклянные подложки будут сосуществовать с органическими подложками, а не заменять их.

Том Рукер (Tom Rucker), вице-президент по развитию технологий и директор по интеграции технологий упаковки и тестирования в Intel, отметил, что компания сместила акцент в области передовой упаковки с системы-на-чипе (SoC) на систему-в-упаковке (SiP).

"По мере того как мы переводим многие линейки наших продуктов на использование технологии Embedded Multi-die Interconnect Bridge (EMIB), этот переход продолжает набирать обороты", - говорит Ракер. "Мы также переходим к 3D-соединениям, которые поддерживают штабелирование матриц и позволяют увеличить их количество, обеспечивая меньшую геометрию и более высокую производительность - и все это в одном корпусе".

_{Пуа Тадайон, стипендиат Intel, директор по разработке технологий упаковки и тестирования}

Механические проблемы, связанные с крупномасштабной упаковкой, также побудили Intel расширить свои возможности в этой области. Тадайон отметил, что подложки склонны к деформации, а Марк Гарднер, старший директор по продвинутой упаковке в Intel Foundry Services, добавил, что это затрудняет их установку на материнские платы. "В результате мы обнаружили, что опыт сборки плат может быть полезен для наших клиентов, и мы можем сотрудничать с производителями плат, чтобы обеспечить им беспрепятственный процесс", - пояснил Гарднер.

Непрерывные инновации в области упаковочных технологий

В число новых и готовящихся к выпуску продуктов Intel входят:

• Сайт Серия Max Графические процессоры для центров обработки данных, представленные ранее в 2023 году, используют почти все передовые технологии упаковки Intel, включая 3D-укладку бок о бок и EMIB. Эти компоненты содержат 47 матриц, изготовленных по 5-нм техпроцессу, и 100 миллиардов транзисторов.
• Следующее поколение Фоверос с шагом 36 мкм Технология 3D-стекинга (которая эволюционировала от 50 мкм до 36 мкм, а теперь и до 25 мкм), а также Метеоритное озеро Процессоры, запуск которых ожидается в 2023 году.
• Сайт Флип-чип с шаровой решеткой (FCBGA) Платформа, нацеленная на массовое производство в 2024 году, планирует увеличить размеры боковых корпусов до 100 мм, расширить средние слои и уменьшить шаг до менее 90 мкм.
• Интерконнекты нового поколения, включая соединения на основе стекла, также известные как технология стеклянных мостов-и совместная оптика с интегрированными волноводами.

Тадайон объяснил, что технология стеклянного моста не предусматривает прямого соединения или склеивания оптических волокон с кремниевыми чипами, чтобы избежать повторной обработки. Это "уникальное решение" поддерживает функциональность plug-and-play и, как ожидается, поступит в массовое производство к концу 2024 года. Кроме того, технология укладки чипов Foveros от Intel будет развиваться и дальше: ожидается, что шаг уменьшится до 9 мкм.

"Заглядывая в будущее, мы планируем использовать в своих продуктах технологии следующего поколения с шагом менее 5 мкм", - сказал Тадайон. "Мы продолжим внедрять новые архитектуры и возможности 3D-стекирования, что позволит архитекторам соединять микросхемы различными способами и использовать гибкость, предлагаемую этой платформой".

Что движет этими технологическими инновациями?

"Технология упаковки играет важнейшую роль в обеспечении вычислительных функций во всех секторах экосистемы - от высокопроизводительных суперкомпьютеров до центров обработки данных, пограничных вычислений и всего, что находится между ними - хранения, передачи и действий на основе данных", - сказал Рукер. "Ключевыми факторами для технологических решений являются производительность, масштабирование и стоимость".

_{Марк Гарднер, старший директор по передовой упаковке в литейном подразделении Intel}

Intel также совершенствует свои услуги литейного производства, отходя от подхода "все или ничего". Гарднер рассказал об обновленной модели литейного производства с открытой системой, которая предлагает более гибкие услуги по выбору, охватывающие весь жизненный цикл производства продукции - от спецификаций до тестирования.

"Раньше вам приходилось пользоваться всеми нашими производственными услугами или не пользоваться вообще", - пояснил он. "Но новый подход позволяет более эффективно удовлетворять спрос и обеспечивает большую гибкость". Кроме того, испытания теперь можно проводить на более ранних этапах производственного цикла, что помогает сократить расходы.

"Это особенно важно, потому что, если взглянуть на Ponte Vecchio (кодовое название GPU для центров обработки данных серии Max), в нем почти 50 чиплетов или плиток", - говорит Гарднер. Если одна из них выйдет из строя во время финального тестирования, вам придется выбросить все остальные хорошие чипы вместе с очень дорогой упаковкой". Мы увидели, что возможности финального тестирования позволяют добиться большего".