Компания Intel сообщила о разработке первых в индустрии стеклянных подложек для производства чипов будущих поколений с передовой компоновкой, выпуск которых планируется начать во второй половине текущего десятилетия. Использование стеклянных подложек позволит продолжать масштабирование числа транзисторов в чипах согласно закону Мура для создания ещё более передовых процессоров, ориентированных на обработку данных.
Источник изображений: Intel
В Intel отмечают, что разработка стеклянных подложек заняла у компании более десяти лет исследований. По сравнению с современными подложками из органических материалов стекло обладает такими свойствами, как сверхнизкая плоскостность и лучшая термическая и механическая стабильность, что позволяет организовать гораздо более высокую плотность интерконнекта в подложке, что крайне важно для современных процессоров, состоящих из нескольких кристаллов. Эти преимущества позволят разработчикам микросхем создавать высокоплотные и высокопроизводительные чипы для рабочих нагрузок с интенсивным использованием данных, таких как искусственный интеллект (ИИ). Intel планирует приступить к поставке на рынок стеклянных подложек во второй половине текущего десятилетия.
Компания Intel считает, что к 2030 году полупроводниковая промышленность достигнет предела возможностей масштабирования транзисторов в чипах с использованием традиционных органических материалов, которые потребляют больше энергии и обладают недостатками в виде усадки и деформации. В Intel отмечают, что возможность масштабирования имеет решающее значение для прогресса в развитии полупроводниковой промышленности, а стеклянные подложки являются наиболее жизнеспособным и потому наиболее важным следующим шагом в производстве будущих поколений полупроводников.
В период роста спроса на более мощные вычисления и перехода к гетерогенности, когда в корпусе чипа применяются сразу несколько более компактных микросхем или так называемых чиплетов, очень важное значение приобретают возможности по улучшению скорости передачи сигналов как между транзисторами, так и между чиплетами, повышение энергоэффективности, а также повышение эффективности проектирования подложек корпусов микросхем.
По сравнению с использующимися сегодня органическими, стеклянные подложки обладают превосходными механическими, физическими и оптическими свойствами, которые позволяют объединять больше транзисторов в корпусе, обеспечивая лучшее масштабирование и сборку более крупных комплексов микросхем (так называемых «систем в корпусе», system-in-package). При использовании стеклянных подложек разработчики микросхем получат возможность объединять больше чиплетов в составе упаковки микросхем, уменьшить размер последних и при этом обеспечить их одновременный прирост производительности, повысить энергоэффективность и сократить затраты на производство.
Стеклянные подложки первоначально будут представлены там, где они могут быть использованы наиболее эффективно — в сегментах с интенсивными рабочими нагрузками, где требуется применение больших упаковок микросхем и обеспечение более высоких скоростных возможностей обработки информации, например, в центрах обработки данных, в сфере ИИ и графике.
Стеклянные подложки рассчитаны на более высокие рабочие температуры, обеспечивают на 50 % меньше искажений рисунка, имеют сверхнизкую плоскостность для улучшения глубины резкости при литографии, а также обладают более высокой стабильностью структуры, необходимой для чрезвычайно плотного наложения межслойных соединений. Благодаря этим отличительным свойствам на стеклянных подложках возможно десятикратное увеличение плотности межсоединений. Кроме того, улучшенные механические свойства стекла позволяют создавать упаковки микросхем сверхбольших формфакторов. С учётом всех преимуществ стеклянных подложек, в Intel рассчитывают, что индустрия полупроводников к 2030 году выйдет на производство чипов, в составе которых будут присутствовать один триллион транзисторов.