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Vetro invece di materia organica: Intel vuole reinventare il substrato utilizzato per produrre i chip

Vetro invece di materia organica: Intel vuole reinventare il substrato utilizzato per produrre i chip

Alla vigilia della fiera interna Intel Innovation, la divisione di ricerca di Intel è sotto i riflettori e presenta un nuovo substrato di vetro come materiale portante dei chip. Questo non solo promette di contenere il 50% di chip in più in un classico pacchetto di substrati, ma dovrebbe anche offrire molti altri vantaggi.

Il vetro dovrebbe essere il futuro del packaging

Nel 1995 è stato introdotto Substrati organici, che si trova oggi in ogni PC, laptop o server sotto forma di chipset LGA o BGA come processore, scheda grafica, chipset o altro chip. A quel tempo, la versione organica, a base di carbonio, veniva utilizzata come alternativa alla versione inorganica con ceramica, che aveva una durata di vita relativamente breve.

Dopo quasi 30 anni tutto non è più possibile con l’attuale substrato; I confini stanno diventando chiari, il che è diventato più chiaro, soprattutto negli ultimi anni. È tempo di una nuova rivoluzione, Intel crede che sia il substrato di vetro.

Presentazione Glass Core di Intel nel 2023 (Immagine: Intel)

La ricerca su questo argomento è in corso da molto tempo

L’idea di un substrato a base di vetro non è nuova. La ricerca in materia è in corso da 15 anni, ma spesso su scala minore, presso università e altre istituzioni. La scienza ne ha riconosciuto da tempo il potenziale, ma rimane un problema: il vetro. Come è facile immaginare, i problemi iniziano con la movimentazione, il taglio e molti altri ambiti, motivo per cui i requisiti di ammissione sono così elevati.

Presentazione del substrato Intel in vetro 2023
Presentazione Glass Core di Intel nel 2023 (Immagine: Intel)

Il produttore ha spiegato in anticipo in una conferenza stampa che Intel ha ora risolto molti problemi, ma non ancora tutti. Si è imitato il modo in cui si maneggiano i chip di silicio, ma anche il modo in cui i produttori producono i grandi pannelli per i televisori, mescolati con le proprie realizzazioni, ad esempio nella produzione dei chip EMIB. Ecco perché sia ​​i giganti della chimica che i produttori di utensili e strumenti si uniscono a noi perché alla fine sono necessari. La ricerca in questo settore e la creazione di una linea pilota dei primi chip funzionali basati su questo substrato sono costati più di un miliardo di dollari USA. Abbiamo imparato molto e abbiamo realizzato più di 600 invenzioni in questa direzione.

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Il substrato in vetro Intel è fuori produzione
Substrato di vetro Intel dalla produzione (Immagine: Intel)
Il substrato in vetro Intel è fuori produzione
Substrato di vetro Intel dalla produzione (Immagine: Intel)
Substrato di vetro Intel in produzione
Il substrato in vetro di Intel in produzione (Immagine: Intel)

Cosa rende migliore un substrato di vetro?

Sulla carta, il substrato di vetro può fare quasi tutto meglio dell’attuale soluzione organica, se si ignorano le difficoltà di produzione e gli alti costi ad esso associati. Ad esempio, nella stessa area è possibile installare il 50% in più di chip rispetto all’attuale substrato organico. E non è tutto. Secondo Intel, l’area massima attualmente possibile di 120 mm x 120 mm per un substrato può essere quadruplicata a 240 mm x 240 mm utilizzando un substrato di vetro.

La combinazione di entrambe le opzioni spiega perché in questo caso è necessario affrontare l’ambiente HPC, AI e data center, perché ciò significa che molti chip e quindi prestazioni possono essere racchiusi in un unico pacchetto.

Presentazione Glass Core di Intel nel 2023 (Immagine: Intel)

Il nuovo substrato consente anche gli isotopi TSV (attraverso Silicon Via)Si chiama Attraverso il Vetro (TGV). Molte altre cose difficili da immaginare a prima vista si possono fare anche con il vetro, ma funzionano con i classici substrati organici, e in alcuni casi anche meglio. Intel cita l’esempio della comunicazione ottica per un trasferimento dati più veloce, che oggi deve essere risolto utilizzando chip ottici aggiuntivi su un substrato organico: il vetro ha le proprietà adeguate direttamente dalla fabbrica.

Inizialmente non è una soluzione per il mercato di massa

Tuttavia i suddetti maggiori costi del substrato vetroso possono essere parzialmente compensati da prodotti opportunamente condizionati. Meno strati nel chip su cui è posizionato, un alimentatore adattato e maggiore flessibilità in termini di temperatura, che alla fine rende il chip più economico da produrre, quindi puoi ritrovarti con un risultato simile quando il chip finito viene posizionato altrove. Socket.Intel spera. Tuttavia, la nuova tecnologia inizierà inizialmente nel segmento di prezzo più alto, dove la maggior parte dei vantaggi può essere implementata più facilmente. Tuttavia, il chip di test funzionale inizialmente assomiglia a un moderno processore per laptop.

Un prototipo funzionante realizzato con un substrato Intel Glass
Un prototipo funzionale realizzato con il substrato di vetro di Intel (Immagine: Intel)
Substrato Intel Glass come pacchetto senza chip
Il substrato in vetro di Intel come pacchetto senza chip (Immagine: Intel)

Substrato ABF classico Ma non è affatto morto, anzi va di pari passo con il substrato di vetro, e lo copre anche parzialmente dall’alto e dal basso, soprattutto isolante, ma potrebbe differire in futuro a seconda del prodotto. Al giorno d’oggi, utilizzare una soluzione ben nota è il modo più semplice per creare un classico chip BGA come prototipo. Il nuovo approccio potrebbe poi entrare nella produzione in serie alla fine del decennio.

Nel tempo e con la giusta infrastruttura, il substrato di vetro può evolversi dalla fascia di prezzo elevata alla base per chip di piccole dimensioni. Perché anche loro alla fine possono trarre vantaggio dalle opportunità.

Presentazione Glass Core di Intel nel 2023 (Immagine: Intel)

Aggiornato il 19 settembre 2023 alle 21:13

ComputerBase ha ricevuto informazioni su questo elemento da Intel in base a un accordo di non divulgazione. L’unico requisito era la prima data di pubblicazione possibile.