Несколько дней назад корпорация Intel представила новую технологию производства процессоров. Она заточена под выпуск мощных процессоров для серверного оборудования. Были показаны и новые процессоры. Количество транзисторов в таком чипе будет достигать 1 трлн. Габариты — до 240х240 мм. Технология крайне сложная, на ее разработку ушло более 10 лет. Подробности — под катом.
Подробности и возможности
Особенность технологии в подложке из рафинированного стекла. У нее несколько важных преимуществ перед традиционной технологией:
• У стекла оптимальные для производства термические, оптические и физические свойства.
• Стекло дает возможность увеличить плотность SiP (system-in-package)компоновки элементов. На стеклянной подложке можно разместить на 50% компонентов, чем на органической.
• Появляется возможность для применения более сложных и комплексных дизайнов с использованием сразу нескольких чиплетов).
• Размеры чипов можно увеличить до габаритов 240х240 мм, в то время, как органические подложки ограничены размерами 120х120 мм.
• Как и говорилось выше, количество транзисторов можно увеличить до 1 трлн.
• Стекло дает возможность избежать усадки и деформации, явлений, которые характерны для чипов на базе органических подложен. Дело в том, что в процессе производства подложки и нанесения чипов и компонентов чип и органическая подложка расширяются и сжимаются в разной степени. Иногда это приводит к дефектам, например «отвалу» чипов. Но деформация в этом случае присутствует всегда. Со стеклом таких проблем быть не должно, поскольку коэффициенты температурной деформации у стекла и кремния практически одинаковы.
• В чип можно интегрировать оптические соединения, что в процессорах будущих поколений позволит оптимизировать пропускную способность соединения с другими компонентами системы.
• Мощность и напряжение могут быть выше, чем в случае чипов на подложках из органических материалов.
• Ну а сквозные проводники TGV (Through Glass Vias) могут быть интегрированы в десять раз плотнее, чем в случае органических подложек. Прежде всего, это позволяет ускорить производительность ввода/вывода через подложку.
Правда, технология еще совершенствуется, так что приблизиться к теоретическому пределу можно будет не ранее 2030 года. Но и сейчас эта технология позволяет значительно повысить плотность размещения по сравнению с традиционными технологиями.
Сейчас Intel уже закончила строительство производственной линии для выпуска чипов на стеклянной подложке. Стоимость проекта составила свыше 1 млрд долларов США.
По словам представителей компании, разработанная технология является на данный момент лучшей для упаковки чипов. Наиболее востребованными чипы со стеклянной подложкой станут в сегменте центров обработки данных и высокопроизводительных вычислений HPC.
А есть уже готовые чипы?
Да, прототипы уже готовы, компания показала фотографии. По словам представителей Intel, прототип получил подложки нового поколения. Кстати, называется новый тип SiP-соединения TGV (through-glass-via). Толщина -всего 75 мкм. Пока что в состав прототипа вошло только два чипа, т.е. такой процессор предназначен для потребительского сегмента.
Но технология разрабатывалась для корпоративного сектора, с прицелом на крупные телекоммуникационные компании, гиперскейлеров, операторов дата-центров и т.п.
Сейчас производственную линию настраивают и дорабатывают. Массовое производство чипов нового типа планируется запустить в 2025 году.
По мнению представителей корпорации, новая технология позволит и далее придерживаться закона Мура — даже после 2030 года.
Новая производственная линия компании уже выпускает тестовые панели и корпусировки. После готовности панели она разрезается на отдельные подложки, а потом уже наступает очередь корпусировки.
Ложка дегтя в бочке меда
Производство новых чипов более дорогое, чем традиционное производство. Пока что будут выпускать лишь чипы для корпоративного сектора. Как только себестоимость производства снизится, процессоры нового типа можно будет выпускать и для потребительского сектора.
На данный момент это единственная проблема, которую нужно будет решить в ближайшем будущем.
А плюс в том, что стеклянные подложки можно комбинировать с уже существующими технологиями производства чипов. Это означает, в первую очередь, что переход на новую платформу не потребует кардинальной перестройки производственных процессов — так что линии можно будет использовать прежние, адаптировав их под новые технологии.
Что дальше?
Первое поколение чипов начнут производить уже в 2024 году. Но это, как и говорилось выше, не массовое производство. Отличием этих чипов от традиционных является лишь стеклянная подложка. Кроме того, инженеры сейчас основное внимание уделяют более высокой плотности сквозных соединений и вопросу деформации подложки и чипов, о чем говорилось выше.
Второе поколение начнут выпускать в 2026 году. В них добавят улучшения и доработки. В частности, разработчики увеличат пропускную способность и увеличат плотность соединений.
На данный момент корпорации Intel принадлежит около 40% глобального рынка производства корпусов FCBGA и FCLGA, так что сама компания станет и крупнейшим потребителем собственной продукции. Компания уже активно сотрудничает с ключевыми партнерами и клиентами. Среди них — крупные операторы дата-центров и производители серверного оборудования.
Другие интересные материалы
Автор: Екатерина
