滿(mǎn)足更高算力需求，英特爾率先推出用于下一代先進(jìn)封裝的玻璃基板

英特爾宣布在業(yè)內率先推出用于下一代先進(jìn)封裝的玻璃基板，計劃在2020年代后半段面向市場(chǎng)提供。這一突破性進(jìn)展將使單個(gè)封裝內的晶體管數量不斷增加，繼續推動(dòng)摩爾定律，滿(mǎn)足以數據為中心的應用的算力需求。

組裝好的英特爾玻璃基板測試芯片的球柵陣列（ball grid array）側

 與目前采用的有機基板相比，玻璃具有獨特的性能，如超低平面度（flatness）、更好的熱穩定性和機械穩定性，從而能夠大幅提高基板上的互連密度。這些優(yōu)勢將使芯片架構師能夠為AI等數據密集型工作負載打造高密度、高性能的芯片封裝。英特爾有望在2020年代后半段向市場(chǎng)提供完整的玻璃基板解決方案，從而使整個(gè)行業(yè)在2030年之后繼續推進(jìn)摩爾定律。

到2020年代末期，半導體行業(yè)在使用有機材料的硅封裝中微縮晶體管的能力可能將達到極限，因為有機材料耗電量更大，而且存在收縮和翹曲等限制。晶體管微縮對半導體行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展而言至關(guān)重要，因此，采用玻璃基板是邁向下一代半導體可行且必要的一步。

組裝好的英特爾玻璃基板測試芯片的裸片裝配（multi die assembly）側

隨著(zhù)對更強大算力的需求不斷增長(cháng)，以及半導體行業(yè)進(jìn)入在封裝中集成多個(gè)芯粒的異構時(shí)代，封裝基板在信號傳輸速度、供電、設計規則和穩定性方面的改進(jìn)變得至關(guān)重要。與目前使用的有機基板相比，玻璃基板具有卓越的機械、物理和光學(xué)特性，可以在封裝中連接更多晶體管，提供更高質(zhì)量的微縮，并支持構建更大的芯片組（即“系統級封裝”）。芯片架構師將有能力在一個(gè)封裝中以更小的尺寸封裝更多的芯粒模塊，同時(shí)以更靈活、總體成本和功耗更低的方式實(shí)現性能和密度的提升。

玻璃基板測試單元

在用途方面，玻璃基板最先將被用于其更能發(fā)揮優(yōu)勢的地方，即需要更大尺寸封裝和更快計算速度的應用和工作負載，包括數據中心、AI、圖形計算等。

玻璃基板可耐受更高的溫度，將變形（pattern distortion）減少50%，并具有極低的平面度，可改善光刻的聚焦深度（depth of focus），還達到了實(shí)現極緊密的層間互連疊加所需的尺寸穩定性。由于這些獨特的性能，玻璃基板上的互連密度有望提升10倍。此外，玻璃機械性能的改進(jìn)實(shí)現了非常高的超大尺寸封裝良率。

玻璃基板對更高溫度的耐受性，也讓芯片架構師能夠更靈活地設置電源傳輸和信號路由設計規則，因為它在更高溫度下的工作流程中，提供了無(wú)縫集成光互連器件和將電感器和電容器嵌入玻璃的能力。因此，采用玻璃基板可以達成更好的功率傳輸解決方案，同時(shí)以更低的功耗實(shí)現所需的高速信號傳輸，有助于讓整個(gè)行業(yè)更接近2030年在單個(gè)封裝內集成1萬(wàn)億個(gè)晶體管的目標。

測試用玻璃芯基板

此次技術(shù)突破，源于英特爾十余年來(lái)對玻璃基板作為有機基板替代品的可靠性的持續研究和評估。在實(shí)現用于下一代封裝的技術(shù)創(chuàng )新方面，英特爾有著(zhù)悠久的歷史，在20世紀90年代引領(lǐng)了業(yè)界從陶瓷封裝向有機封裝的過(guò)渡，率先實(shí)現了無(wú)鹵素和無(wú)鉛封裝，并發(fā)明了先進(jìn)的嵌入式芯片封裝技術(shù)和業(yè)界領(lǐng)先的主動(dòng)式3D封裝技術(shù)。因此，從設備、化學(xué)品和材料供應商到基板制造商，英特爾能夠圍繞這些技術(shù)建立起一個(gè)完整的生態(tài)系統。

英特爾在業(yè)界率先推出用于先進(jìn)封裝的玻璃基板，延續了近期PowerVia和RibbonFET等技術(shù)突破的良好勢頭，展現了英特爾對Intel 18A制程節點(diǎn)之后的下一個(gè)計算時(shí)代的預先關(guān)注和展望。英特爾正朝著(zhù)2030年在單個(gè)封裝上集成1萬(wàn)億個(gè)晶體管的目標前進(jìn)，而包括玻璃基板在內的先進(jìn)封裝技術(shù)的持續創(chuàng )新將有助于實(shí)現這一目標。