- Le géant américain des puces a en fait réalisé une percée significative en matière d’emballage innovant – et tout tourne autour du substrat de verre.
- Intel devrait proposer des services complets de substrats de verre sur le marché au cours de la seconde moitié de cette décennie.
- Cela devrait permettre au marché de continuer à faire progresser la loi de Moore au-delà de 2030.
En décembre 2022, Intel a annoncé que son les scientifiques prévoyaient une méthode permettant de fabriquer des puces 10 fois plus épaisses grâce à un emballage sophistiqué et une couche d’un matériau d’à peine trois atomes d’épaisseur. Ces progrès pourraient ouvrir la voie à l’intégration d’un billion de transistors sur un plan de puce d’ici 2030 – l’objectif le plus enthousiaste d’Intel à ce jour.
Mais la loi de Moore est censée être morte, et les jetons ne sont pas attendus progresser davantage, du moins pas grâce aux progrès de la fabrication conventionnelle. Mais Intel a rejeté cette idée à l’occasion du 75e anniversaire de la création du transistor en 2022. Le géant des puces a déclaré qu’il pourrait répondre aux besoins informatiques croissants du monde et mieux innover pour avancer au rythme de la loi de Moore.
Aujourd’hui , Intel a révélé que la réponse pour la prochaine génération de semi-conducteurs réside dans les substrats en verre. « D’ici la fin des années, le marché des semi-conducteurs atteindra probablement ses limites en termes de capacité à faire évoluer les transistors sur un faisceau de silicium en utilisant des produits organiques, qui consomment plus d’énergie et incluent des restrictions telles que le retrait et la déformation », a déclaré Intel en révélant son innovation en matière de développement. pour sa nouvelle génération d’emballages de produits innovants.
Systèmes de test de substrats en verre dans les usines Intel Assembly and Test Technology Advancement à Chandler, Arizona, en juillet 2023. (Crédit : Intel Corporation)
Soulignant que La mise à l’échelle reste vitale pour le progrès et le développement du marché des semi-conducteurs, Intel a annoncé avoir entamé une transition de plusieurs années vers une toute nouvelle innovation qui repose les processeurs sur un lit de verre plutôt que sur la résine naturelle de type époxy d’aujourd’hui. La toute nouvelle base de verre, appelée substrat, offre la vitesse, la puissance et l’espace requis pour la transition de l’industrie des puces vers une toute nouvelle innovation, en regroupant plusieurs « chiplets » dans un seul processeur plus grand.
Qu’est-ce qu’un emballage de produit sophistiqué ?
Un emballage de produit avancé permet de répondre à la demande de semi-conducteurs qui exécutent des applications grand public émergentes, en particulier les systèmes experts (IA). Ces applications nécessitent des puces hautes performances et faible consommation qui traitent rapidement d’énormes quantités d’informations.
Un package avancé pour relancer la progression de la loi de Moore ?
Malgré la prédiction du co-fondateur d’Intel, Gordon Moore , qui supposait en 1965 que le nombre de transistors sur une puce électronique doublerait tous les ans, le développement des nœuds atteint désormais ses limites. En conséquence, les contraintes techniques en amont de la fabrication des puces ralentissent et la taille optimale financièrement pratique d’une puce, et donc son efficacité, devient de plus en plus minime.
Les nouvelles approches d’innovation back-end combinant plusieurs puces utilisent une solution prometteuse. Les méthodes d’emballage avancées au cours des 20 dernières années ont consisté en un emballage 2,5-D, 3-D, en sortance et en système sur puce (SoC), promettant de combler le vide en complétant la liaison par fil et innovations à puce retournée du demi-siècle précédent.
« Étant donné que les emballages de produits sophistiqués utilisent une chance de valeur plus élevée que les emballages back-end standard, les acteurs majeurs et les fans rapides (les organisations qui imitent leurs rivaux) ‘innovations) développent et commercialisent différents types d’innovations pour gagner des clients premium », a déclaré McKinsey dans son rapport en mai de cette année.
Qu’est-ce qu’Intel a en tête ?
Intel s’est en fait appuyé sur l’approche chipset pour rivaliser avec les capacités exceptionnelles de fabrication de processeurs. Pour rappel, le processeur A17 Pro de l’iPhone 15 Pro d’Apple possède 19 milliards de transistors, tandis que le processeur de supercalcul Ponte Vecchio d’Intel en compte plus de 100 milliards. Intel prévoit que d’ici la fin des années, les processeurs seront composés d’un billion de transistors en raison du conditionnement sophistiqué des substrats en verre.
Considérant que nous restons à une époque où les besoins en nouvelles puissances de traitement explosent, Intel a décidé de développer son expertise en matière d’emballage en révélant les tout premiers substrats en verre du marché pour les emballages avancés de nouvelle génération, prévu pour la fin de cette année. « Cette avancée révolutionnaire permettra la mise à l’échelle continue des transistors dans un ensemble et fera progresser la loi de Moore pour fournir des applications centrées sur les données », a déclaré Intel.
Babak Sabi, vice-président senior d’Intel et directeur général du développement de l’assemblage et des tests, a déclaré que la réalisation d’un substrat en verre de pointe pour les emballages avancés a nécessité une décennie de recherche à Intel. « Nous sommes impatients de proposer ces technologies de pointe qui profiteront à nos acteurs essentiels et à nos clients fondeurs pendant des années. »
En quoi le substrat en verre pourrait-il faire la différence pour les futures puces ?
Un ingénieur d’Intel réalise un test de panneau de substrat à noyau de verre dans les usines Intel Assembly and Test Technology Advancement à Chandler, Arizona, en juillet 2023. Les technologies d’emballage innovantes d’Intel prennent vie au sein du département de développement technologique d’assemblage et de test de l’entreprise. des usines. (Crédit : Intel Corporation)
Comparé aux substrats organiques actuels, Intel a déclaré que le verre offrait des propriétés distinctives telles qu’une planéité ultra-faible et une meilleure stabilité thermique et mécanique, ce qui se traduisait par une densité d’interconnexion beaucoup plus élevée dans un substrat. Ces avantages permettent aux architectes de puces de produire des packages de puces haute densité et hautes performances pour les travaux gourmands en données tels que l’IA.
« Les substrats en verre peuvent tolérer des températures plus élevées, utiliser 50 % de distorsion de motif en moins et avoir une planéité ultra-faible pour une profondeur de champ améliorée pour la lithographie, et avoir la stabilité dimensionnelle requise pour une couche à couche exceptionnellement serrée. « Adjoin Overlay », a déclaré Intel, ajoutant qu’une multiplication par 10 de la densité adjacente est possible sur les substrats en verre.
Intel a également gardé à l’esprit que les propriétés mécaniques améliorées du verre permettent d’obtenir des ensembles à facteur de forme ultra-large avec des rendements d’assemblage extrêmement élevés. Le géant américain des puces est en passe de proposer des options complètes de substrats en verre sur le marché au cours du second semestre de cette année, permettant au marché de continuer à faire progresser la loi de Moore au-delà de 2030.
« Les substrats en verre possèdent des caractéristiques mécaniques, physiques remarquables. et des propriétés optiques résidentielles ou commerciales qui permettent de connecter davantage de transistors dans un boîtier, offrant une meilleure mise à l’échelle et permettant l’assemblage de complexes de chipsets plus grands (appelés « système dans le boîtier ») par rapport aux substrats naturels utilisés aujourd’hui », Intel inclus.
En bref, les concepteurs de puces peuvent charger plus de tuiles (chiplets) dans un encombrement plus petit sur un seul paquet tout en réalisant des gains d’efficacité et de densité avec une plus grande flexibilité et un coût global et une consommation d’énergie inférieurs.
« Alors que le besoin d’un calcul plus efficace augmente et que le marché des semi-conducteurs entre dans une période hétérogène qui utilise plusieurs « chiplets » dans un plan, des améliorations de la vitesse de signalisation, de la fourniture d’énergie, des règles de style et de la stabilité du package « Les substrats seront importants », a gardé à l’esprit le géant des puces.
Quel marché en bénéficiera en premier et le plus ?
Intel estime que les substrats en verre seront initialement présentés sur le marché où les applications et le travail nécessite des packages d’éléments de formulaire plus volumineux et des capacités de vitesse plus élevées. Ainsi, il sera utilisé de manière plus significative pour les centres d’information, l’IA et le graphisme.
« S’appuyant sur la dynamique des percées actuelles de PowerVia et RibbonFET, ces substrats en verre de pointe pour l’emballage de produits innovants démontrent l’orientation avant-gardiste et la vision d’Intel pour la prochaine ère informatique au-delà du nœud de processus Intel 18A », a déclaré le » a déclaré le géant des puces.
La société a ajouté que, puisqu’elle est sur la bonne voie pour fournir un billion de transistors par faisceau d’ici 2030, l’innovation continue dans les emballages sophistiqués, composés de substrats de verre, contribuera à atteindre cet objectif.
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