I sitt arbete med avancerade förpackningar har Intel riktat uppmärksamheten mot ett nytt material för chipsubstrat: glas. Glasets styvhet, tillsammans med dess lägre värmeutvidgningskoefficient, gör det överlägset organiska substrat, eftersom det minskar graden av expansion och skevhet. Enligt Pooya Tadayon, Intel Fellow och Director of Packaging and Test Technology Development, ger dessa egenskaper glas en särskild fördel när det gäller processskalning, t.ex. för att uppnå finare pitch.

_{Tom Rucker, Vice President of Technology Development och Director of Packaging and Test Technology Development Integration på Intel}

"Med hjälp av glassubstrat kan vi införa en del intressanta funktioner och geometrier för att förbättra strömförsörjningen", säger Tadayon. "Det här materialet kan också möjliggöra höghastighetsdioder som går längre än 224G och till och med når 448G." Han tillade att införandet av glassubstrat är en gradvis process, som drivs av utvecklingen av verktyg och processer samt av en växande efterfrågan. Glassubstrat kommer att samexistera med organiska substrat snarare än att ersätta dem.

Tom Rucker, Vice President of Technology Development och Director of Packaging and Test Technology Development Integration på Intel, konstaterade att företaget har skiftat fokus inom avancerad paketering från system-on-chip (SoC) till system-in-package (SiP).

"I takt med att många av våra produktlinjer övergår till att använda EMIB-teknik (Embedded Multi-die Interconnect Bridge) fortsätter detta skifte att ta fart", säger Rucker. "Vi rör oss också mot 3D-interconnects, som stöder die stacking och möjliggör ett ökat antal dies, vilket ger mindre geometrier och högre prestanda - allt i ett och samma paket."

_{Pooya Tadayon, Intel Fellow, chef för utveckling av förpacknings- och testteknik}

De mekaniska utmaningar som storskalig paketering innebär har också fått Intel att utöka sin kompetens inom detta område. Tadayon påpekade att substrat är benägna att skeva, och Mark Gardner, Senior Director of Advanced Packaging på Intel Foundry Services, tillade att detta gör det svårt att montera dem på moderkort. "Därför har vi upptäckt att det kan vara till nytta för våra kunder att ha expertis inom kortmontering, och vi kan samarbeta med tillverkare av kortmontering för att erbjuda dem en smidig process", förklarar Gardner.

Driva kontinuerlig innovation inom förpackningsteknik

Intels nyligen lanserade och kommande produkter inkluderar:

• Den Max-serien GPU:er för datacenter, som introduceras tidigare under 2023, utnyttjar nästan alla Intels avancerade förpackningstekniker, inklusive 3D-stapling sida vid sida och EMIB. Dessa komponenter innehåller 47 dies i 5nm-processen och 100 miljarder transistorer.
• Nästa generations 36µm pitch Foveros 3D-stackningsteknik (som har utvecklats från 50µm till 36µm och nu till 25µm), samt Meteorsjön processorer, med förväntad lansering 2023.
• Den Flip-Chip Ball-Grid-Array (FCBGA) plattformen, som siktar på massproduktion 2024, planerar att utöka storleken på sidoställda paket till 100 mm, utöka mellanlagren och minska avståndet till under 90 µm.
• Nästa generations sammankopplingar, inklusive glasbaserad koppling - även känd som glasbroteknik-och sampaketerad optik med integrerade vågledare.

Tadayon förklarade att glasbrotekniken inte direkt ansluter eller binder optiska fibrer till kiselchip för att undvika upparbetning. Denna "unika lösning" stöder plug-and-play-funktionalitet och förväntas gå in i massproduktion i slutet av 2024. Dessutom kommer Intels Foveros-teknik för stapling av chip att fortsätta utvecklas, med avstånd som förväntas krympa till 9 µm.

"När vi ser fram emot nästa generations teknologier planerar vi att använda pitchavstånd under 5 µm i våra produkter", säger Tadayon. "Vi kommer att fortsätta att introducera nya arkitekturer och 3D-stackningsfunktioner som gör det möjligt för arkitekter att ansluta chip på olika sätt och dra nytta av den flexibilitet som denna plattform erbjuder."

Vad är det som driver dessa tekniska innovationer?

"Förpackningsteknik spelar en avgörande roll för att möjliggöra datafunktioner i alla sektorer av ekosystemet, från högpresterande superdatorer till datacenter, edge computing och allt däremellan - lagring, överföring och åtgärder baserade på data", säger Rucker. "De viktigaste drivkrafterna för tekniska lösningar är prestanda, skalning och kostnad."

_{Mark Gardner, senior director för avancerad paketering på Intels foundry-division}

Intel förfinar också sina foundry-tjänster och rör sig bort från en "allt eller inget"-strategi. Gardner beskrev företagets omarbetade foundry-modell med öppna system, som erbjuder mer flexibla à la carte-tjänster som täcker hela livscykeln för produkttillverkning - från produktspecifikationer till testning.

"Tidigare var man tvungen att använda alla våra tillverkningstjänster eller inga alls", förklarar han. "Men med den här nya metoden kan vi möta efterfrågan på ett mer effektivt sätt och erbjuda större flexibilitet." Dessutom kan testerna nu utföras tidigare i tillverkningscykeln, vilket bidrar till att sänka kostnaderna.

"Det här är särskilt viktigt eftersom om man tittar på Ponte Vecchio (kodnamnet för Max Series GPU för datacenter) så har den nästan 50 chiplets eller tiles", säger Gardner. "Om en av dem inte fungerar under sluttestet måste man kassera alla de andra bra chipen, tillsammans med den mycket dyra förpackningen. Vi har sett att det finns potential att få ut mer av slutprovningsfunktionerna."