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英特爾:玻璃基板將推動算力提升

looger123 ? 來源: looger123 ? 作者: looger123 ? 2023-12-06 09:31 ? 次閱讀

在今年9月,英特爾宣布率先推出用于下一代先進封裝的玻璃基板,并計劃在未來幾年內向市場提供完整的解決方案,從而使單個封裝內的晶體管數量不斷增加,繼續推動摩爾定律,滿足以數據為中心的應用的算力需求。

雖然玻璃基板對整個半導體行業而言并不陌生,但憑借龐大的制造規模和優秀的技術人才,英特爾將其提升到了一個新的水平。近日,英特爾封裝測試技術開發(Assembly Test Technology Development)部門介紹了英特爾為何投入探索玻璃基板,及如何使這項技術成為現實。

算力需求驅動先進封裝創新

對摩爾定律的發展而言,先進封裝意義重大。對功能和性能都更強大的處理器的需求,推動了多芯片集成技術的誕生,讓封裝從處理器完整設計中的一個基本步驟升級為其關鍵要素。

先進封裝技術的突破體現在了多芯片處理器產品中,這類處理器集成了一系列芯片,其設計理念就是讓多個芯片協同工作。

在封裝中,基板的主要作用是連接和保護內部的諸多芯片。基板可以比作一個“空間轉換器”,納米級的芯片通過微米級的焊盤(bond pads)與基板相連,基板再將這些焊盤轉換為主板上的毫米級互連。為了實現這一點,基板需要保持平坦,能夠高精度的處理輸入電流和高速信號

玻璃基板的相對優勢

在過去20多年的時間里,打造基板所用的主要材料是有機塑料,但隨著單個封裝內的芯片和連線數量越來越多,有機基板正在接近物理極限。

因此,用玻璃基板替代有機基板的想法正在半導體行業內得到普遍認同。玻璃基板在各個方面都表現得更好,更平整(對于將平坦的硅片連接到非常平坦的主板上而言很重要),更堅硬(能夠更好地容納越來越多、越來越小的線),也更穩固。

除了在基本功能上表現得更好之外,玻璃基板還有望使互連密度和光互連集成度提高10倍,讓未來的芯片可以更快地處理更多數據。

應對玻璃基板的技術挑戰

技術開發并非易事,總會遇到很多未知的困難,用玻璃基板取代有機基板也是如此。

在技術層面,這些挑戰包括:弄清楚采用什么樣的玻璃更有效;如何將金屬和設備分層,以添加微孔并布線;在完成裝機后,如何在產品的整個生命周期內更好地散熱和承受機械力。

此外,還很多更實際的問題:如何使玻璃的邊緣不易開裂;如何分割大塊玻璃基板;在工廠內運輸時,如何保護玻璃基板不從傳送帶或滾筒上彈下來或飛出去。

為了應對這些非同尋常的挑戰,實現可用于下一代先進封裝的玻璃基板技術,英特爾封裝測試技術開發部門中一個專門的團隊投入了數年時間,進行了大量調試工作,成功解決了采用玻璃材料帶來的諸多問題,實現了開創性技術和材料的妥善結合。

未來,玻璃基板技術不僅將用于英特爾產品中,還將通過英特爾代工服務(Intel Foundry Service)向外部客戶開放。隨著封裝測試技術開發部門不斷完善相關技術組合,英特爾正在規劃第一批采用玻璃基板的內部和代工產品。

審核編輯 黃宇

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