.
A mais recente aposta da Intel para manter a Lei de Moores no suporte à vida envolve abandonar os substratos orgânicos – o intermediário através do qual os dados e a energia fluem ao entrar e sair de um dado de computação – por substratos de vidro.
Em um postagem no blog Segunda-feira, a gigante x86 revelou seu trabalho com substratos de vidro comerciais, que acredita serem fundamentais para alcançar chips de maior densidade e desempenho para aplicações como inteligência artificial e aprendizado de máquina.
“Os computadores de hoje estão usando cada vez mais vários chips em um substrato. À medida que esses substratos absorvem mais silício, nossos substratos orgânicos atuais – principalmente plásticos – podem deformar. O vidro é mais rígido e pode lidar com mais chips em um pacote”, explicou Rob Kelton, da Intel, em um breve vídeo. “O vidro permite 50% mais conteúdo de corante no mesmo tamanho de embalagem do que os substratos orgânicos”
O anúncio ocorre no momento em que a fabricante de chips aprimora suas tecnologias de empacotamento avançadas, incluindo ponte de interconexão multi-die incorporada (EMIB) e Foveros, que são usados em embalagens 2D e 3D de chips. Mas embora as tecnologias lidem com a forma como vários chips são interligados e alimentados, os desenvolvimentos mais recentes da Intel baseiam-se no meio em que essas matrizes são integradas.
A ideia aqui é bastante simples, de acordo com o analista do Gartner Gaurav Gupta, e envolve a substituição do núcleo de PCB encontrado em substratos orgânicos por um de vidro. Isso, ele conta Strong The One, apresenta uma série de benefícios, incluindo propriedades ópticas e mecânicas superiores. Por exemplo, o vidro tem uma taxa de expansão térmica mais próxima da do silício, o que, tal como o entendemos, deverá ajudar a mitigar o potencial de empenamento ou encolhimento.
Um técnico da Intel segura uma bandeja de embalagens não preenchidas construídas com substratos de vidro – Clique para ampliar
A capacidade de tolerar temperaturas mais altas é notável, pois a Intel vê as primeiras aplicações de substratos de vidro em grandes data centers, IA e aplicações gráficas, onde a densidade dos chips – que geralmente operam em envelopes de temperaturas totalmente diferentes – pode ser empacotada em conjunto. Como já fizemos anteriormente abordadoo estresse térmico associado a esses tipos de pacotes multi-die é um dos problemas que a Intel está tentando resolver por meio de novos regimes de testes e validação.
A gigante norte-americana de chips também afirma que as propriedades do vidro permitem maiores densidades de interconexão. Ele estima que os substratos de vidro poderiam permitir um aumento de dez vezes nas densidades de interconexão. Em outras palavras, os substratos de vidro devem permitir que mais dados entrem e saiam do processador com mais rapidez. Uma das maneiras pelas quais a Intel espera fazer isso é por meio de interconexões ópticas integradas, diretamente no substrato.
O uso da fotônica de silício é uma tecnologia com a qual a Intel vem brincando há anos. Mais recentemente, a fabricante de chips exibiu um protótipo de processador com oito núcleos, 528 threads e 1 TB/s de interconexões ópticas projetado para processar as maiores cargas de trabalho de análise gráfica da DARPA.
Mas antes que alguém fique animado, vai demorar um pouco até vermos chips da Intel usando substratos de vidro. A empresa pretende trazer a tecnologia de embalagens de última geração ao mercado “na última parte desta década”.
Dadas as vantagens dos substratos de vidro, levanta-se a questão de por que a indústria não foi mais rápida em adotá-los. Afinal, o vidro é apenas uma mistura de areia, carbonato de sódio e calcário que é aquecido até a liquefação.
De acordo com Gupta, é muito difícil, em comparação, exibir propriedades específicas do vidro de engenharia que também possam ser produzidas em massa de maneira confiável e economicamente viável. “Quando você faz qualquer inovação em nível material, leva anos e anos”, explicou ele.
Os próprios comentários da Intel sobre o assunto também podem oferecer algumas pistas. A fabricante de chips espera que a indústria esteja enfrentando os limites do que pode ser feito com substratos orgânicos por volta de 2030. Então, pode ser que – pelo menos por enquanto – os substratos orgânicos, combinados com tecnologias como o EMIB da Intel ou o CoWoS da TSMC, sejam bom o bastante.
No entanto, a longo prazo, Gupta suspeita que a pressão para desenvolver aceleradores maiores e mais complexos para aplicações de IA e datacenters poderá alimentar a procura por substratos mais eficientes, como o vidro.
É importante notar que a Intel não é a única empresa que considera seriamente o vidro como material semicondutor. Por exemplo, o fabricante alemão de wafers Plan Optik AG desenvolvido uma variedade de wafers de vidro para uma variedade de aplicações de sistemas microeletromecânicos (MEMS). A Corning, especializada na produção de vidros boutique para tudo, desde telas de smartphones até fibra óptica, também está em desenvolvimento substratos de vidro para painéis LCD.
Não está claro com quem a Intel está trabalhando, se é que existe alguém, para desenvolver esses substratos de vidro. A Corning parece ser o candidato óbvio, visto que as duas empresas trabalharam juntas anteriormente em fotônica de silício e 5G telecomunicações produtos.
“Não estamos anunciando nenhuma parceria ou cliente hoje”, disse-nos a Intel. “No entanto, prevemos que os principais participantes da indústria, juntamente com os fornecedores de substratos, farão parceria conosco em um futuro próximo.” ®
.
