Trong quá trình khám phá bao bì tiên tiến, Intel đã chuyển sự chú ý của mình sang một vật liệu mới cho chất nền chip: kính. Độ cứng của kính, cùng với hệ số giãn nở nhiệt thấp hơn, khiến nó vượt trội hơn chất nền hữu cơ, vì nó làm giảm mức độ giãn nở và cong vênh. Theo Pooya Tadayon, Nghiên cứu viên của Intel và Giám đốc Phát triển Công nghệ Bao bì và Kiểm tra, những đặc tính này mang lại cho kính một lợi thế đặc biệt trong việc mở rộng quy mô quy trình, chẳng hạn như đạt được các bước sóng mịn hơn.

_{Tom Rucker, Phó chủ tịch Phát triển Công nghệ và Giám đốc Phát triển Công nghệ Đóng gói và Kiểm tra Tích hợp tại Intel}

“Sử dụng chất nền thủy tinh cho phép chúng tôi giới thiệu một số chức năng và hình học thú vị để cải thiện khả năng cung cấp điện”, Tadayon cho biết. “Vật liệu này cũng có thể cho phép các điốt tốc độ cao vượt quá 224G và thậm chí đạt tới 448G”. Ông nói thêm rằng việc áp dụng chất nền thủy tinh là một quá trình dần dần, được thúc đẩy bởi sự phát triển của các công cụ và quy trình, cũng như nhu cầu mới nổi. Chất nền thủy tinh sẽ cùng tồn tại với chất nền hữu cơ thay vì thay thế chúng.

Tom Rucker, Phó chủ tịch phát triển công nghệ và Giám đốc phát triển tích hợp công nghệ đóng gói và thử nghiệm tại Intel, lưu ý rằng công ty đã chuyển trọng tâm trong đóng gói tiên tiến từ hệ thống trên chip (SoC) sang hệ thống trong gói (SiP).

Rucker cho biết: “Khi chúng tôi chuyển đổi nhiều dòng sản phẩm của mình sang sử dụng công nghệ Embedded Multi-die Interconnect Bridge (EMIB), sự thay đổi này tiếp tục phát triển mạnh mẽ hơn”. “Chúng tôi cũng đang hướng tới các kết nối 3D, hỗ trợ xếp chồng die và cho phép tăng số lượng die, cho phép hình học nhỏ hơn và hiệu suất cao hơn—tất cả đều nằm trong một gói duy nhất”.

_{Pooya Tadayon, Intel Fellow, Giám đốc Phát triển Công nghệ Đóng gói và Kiểm tra}

Những thách thức về mặt cơ học do đóng gói quy mô lớn gây ra cũng thúc đẩy Intel mở rộng năng lực của mình trong lĩnh vực này. Tadayon chỉ ra rằng các chất nền dễ bị cong vênh và Mark Gardner, Giám đốc cấp cao về Đóng gói tiên tiến tại Intel Foundry Services, cho biết thêm rằng điều này khiến việc gắn chúng vào bo mạch chủ trở nên khó khăn. “Do đó, chúng tôi thấy rằng việc có chuyên môn về lắp ráp bo mạch có thể mang lại lợi ích cho khách hàng của chúng tôi và chúng tôi có thể hợp tác với các nhà sản xuất lắp ráp bo mạch để cung cấp một quy trình liền mạch cho họ”, Gardner giải thích.

Thúc đẩy sự đổi mới liên tục trong công nghệ đóng gói

Các sản phẩm mới ra mắt và sắp ra mắt của Intel bao gồm:

•  Dòng tối đa GPU trung tâm dữ liệu, được giới thiệu vào đầu năm 2023, tận dụng hầu hết các công nghệ đóng gói tiên tiến của Intel, bao gồm xếp chồng 3D cạnh nhau và EMIB. Các thành phần này chứa 47 khuôn quy trình 5nm và 100 tỷ bóng bán dẫn.
• Thế hệ tiếp theo Bước sóng 36µm Foveros Công nghệ xếp chồng 3D (đã phát triển từ 50µm lên 36µm và hiện tại là 25µm), cũng như hồ sao băng bộ xử lý, dự kiến ​​ra mắt vào năm 2023.
•  Mảng lưới bi Flip-Chip (FCBGA) nền tảng này, hướng tới mục tiêu sản xuất hàng loạt vào năm 2024, có kế hoạch mở rộng kích thước gói cạnh nhau lên 100mm, mở rộng lớp giữa và giảm khoảng cách xuống dưới 90µm.
• Các kết nối thế hệ tiếp theo, bao gồm cả khớp nối dựa trên kính—còn được gọi là công nghệ cầu kính—và quang học được đóng gói chung với ống dẫn sóng tích hợp.

Tadayon giải thích rằng công nghệ cầu thủy tinh không kết nối hoặc liên kết trực tiếp các sợi quang với chip silicon để tránh tái chế. "Giải pháp độc đáo" này hỗ trợ chức năng cắm và chạy và dự kiến ​​sẽ đi vào sản xuất hàng loạt vào cuối năm 2024. Ngoài ra, công nghệ xếp chồng chip Foveros của Intel sẽ tiếp tục phát triển, với bước sóng dự kiến ​​sẽ giảm xuống còn 9µm.

Tadayon cho biết: "Nhìn về tương lai của các công nghệ thế hệ tiếp theo, chúng tôi có kế hoạch áp dụng các bước dưới 5µm trong các sản phẩm của mình". "Chúng tôi sẽ tiếp tục giới thiệu các kiến ​​trúc mới và khả năng xếp chồng 3D, cho phép các kiến ​​trúc sư kết nối các con chip theo nhiều cách khác nhau và tận dụng tính linh hoạt mà nền tảng này mang lại".

Động lực nào thúc đẩy những đổi mới công nghệ này?

Rucker cho biết: “Công nghệ đóng gói đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các chức năng điện toán trên mọi lĩnh vực của hệ sinh thái, từ siêu máy tính hiệu suất cao đến trung tâm dữ liệu, điện toán biên và mọi thứ ở giữa—lưu trữ, truyền tải và hành động dựa trên dữ liệu”. “Các động lực chính cho các giải pháp công nghệ là hiệu suất, khả năng mở rộng và chi phí”.

_{Mark Gardner, giám đốc cấp cao về đóng gói tiên tiến tại bộ phận đúc của Intel}

Intel cũng đang cải tiến các dịch vụ đúc của mình, tránh xa cách tiếp cận "tất cả hoặc không có gì". Gardner mô tả mô hình đúc hệ thống mở được cải tiến của công ty, cung cấp các dịch vụ linh hoạt hơn, theo yêu cầu, bao gồm toàn bộ vòng đời sản xuất sản phẩm—từ thông số kỹ thuật sản phẩm đến thử nghiệm.

“Trước đây, bạn phải sử dụng tất cả các dịch vụ sản xuất của chúng tôi hoặc không sử dụng gì cả”, ông giải thích. “Nhưng cách tiếp cận mới này đáp ứng nhu cầu hiệu quả hơn và linh hoạt hơn”. Ngoài ra, giờ đây, việc thử nghiệm có thể được thực hiện sớm hơn trong chu kỳ sản xuất, giúp giảm chi phí.

“Điều này đặc biệt quan trọng vì nếu bạn nhìn vào Ponte Vecchio (tên mã của GPU trung tâm dữ liệu Max Series), nó có gần 50 chiplet hoặc ô,” Gardner cho biết. “Nếu một trong số chúng bị lỗi trong quá trình thử nghiệm cuối cùng, bạn phải loại bỏ tất cả các die tốt khác, cùng với bao bì rất đắt tiền. Chúng tôi đã thấy tiềm năng thu được nhiều hơn từ khả năng thử nghiệm cuối cùng.”