A Intel anunciou o desenvolvimento dos primeiros substratos de vidro da indústria para a produção das futuras gerações de chips com embalagens avançadas, com início de produção previsto para a segunda metade desta década. O uso de substratos de vidro nos permitirá continuar a dimensionar o número de transistores em chips de acordo com a lei de Moore para criar processadores orientados a dados ainda mais avançados.
Fonte da imagem: Intel
A Intel observa que o desenvolvimento de substratos de vidro levou à empresa mais de dez anos de pesquisa. Comparado aos substratos orgânicos modernos, o vidro tem propriedades como planicidade ultrabaixa e melhor estabilidade térmica e mecânica, o que permite uma densidade de interconexão muito maior no substrato, o que é crítico para os processadores multichip modernos. Essas vantagens permitirão que os projetistas de chips criem chips de alta densidade e alto desempenho para cargas de trabalho com uso intensivo de dados, como inteligência artificial (IA). A Intel planeja começar a fornecer substratos de vidro ao mercado na segunda metade desta década.
A Intel acredita que, até 2030, a indústria de semicondutores atingirá o limite de como pode dimensionar transistores em chips usando materiais orgânicos tradicionais, que consomem mais energia e têm as desvantagens de encolhimento e empenamento. A Intel observa que a escalabilidade é crítica para o progresso na indústria de semicondutores, e os substratos de vidro são o próximo passo mais viável e, portanto, mais importante na produção de futuras gerações de semicondutores.
Durante o período de crescente demanda por computação mais poderosa e a transição para a heterogeneidade, quando vários microcircuitos mais compactos ou os chamados chips são usados em um pacote de chips, a capacidade de melhorar a velocidade de transmissão do sinal tanto entre transistores quanto entre chips, aumentando eficiência energética, tornando-se muito importante torna-se muito importante e melhorando a eficiência do design do substrato do pacote de chips.
Em comparação com os substratos orgânicos usados hoje, os substratos de vidro possuem propriedades mecânicas, físicas e ópticas superiores que permitem que mais transistores sejam empacotados, possibilitando melhor dimensionamento e montagem de sistemas em pacotes maiores. Ao usar substratos de vidro, os projetistas de chips serão capazes de combinar mais chips em um pacote de chips, reduzir o tamanho dos chips e, ao mesmo tempo, proporcionar-lhes maior desempenho, maior eficiência energética e custos de fabricação reduzidos.
Os substratos de vidro serão inicialmente introduzidos onde possam ser usados de forma mais eficaz – em segmentos de carga de trabalho intensiva que exigem pacotes de chips maiores e velocidades de processamento mais altas, como data centers, IA e gráficos.
Os substratos de vidro são projetados para suportar temperaturas operacionais mais altas, fornecer 50% menos distorção de padrão, ter planicidade ultrabaixa para melhorar a profundidade de campo em litografia e fornecer maior estabilidade estrutural para colagem intercamadas extremamente densa. Graças a estas propriedades distintas, é possível um aumento de dez vezes na densidade de interconexão em substratos de vidro. Além disso, as propriedades mecânicas aprimoradas do vidro tornam possível criar embalagens para microcircuitos com formatos ultragrandes. Levando em conta todas as vantagens dos substratos de vidro, a Intel espera que a indústria de semicondutores produza chips que conterão um trilhão de transistores até 2030.