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如何讓筆記本、AI芯片更有效率?英特爾給出了自己答案:玻璃基板。按照英特爾的說法,如果用玻璃基板封裝芯片,效率更高,英特爾準(zhǔn)備在本個十年后期引入該技術(shù)。
基板有兩個主要作用,一是保護(hù)芯片,二是將上層芯片與下層電路板連接在一起。芯片很脆弱,需要基板保護(hù),基板還可以傳輸信號?;乜礆v史,基板材料并非一成不變,從金屬變成陶瓷,然后變成有機材料。英特爾認(rèn)為下一個階段是玻璃。
一些芯片企業(yè)正在向Chiplets技術(shù)轉(zhuǎn)變,也就是將多個小芯片組合成一塊更大的處理器,玻璃基板能為Chiplets技術(shù)服務(wù)。
摩爾定律漸漸走向終點,Chiplets技術(shù)可以為摩爾定律續(xù)命。英特爾Ponte Vecchio超級計算機處理器有1000多億晶體管,到了本個十年末,英特爾預(yù)計處理器晶體管數(shù)量將會達(dá)到1萬億。
競爭對手擁有更先進(jìn)的制造工藝,英特爾想依靠Chiplets追趕。Creative Strategies分析師Ben Bajarin認(rèn)為,英特爾的計劃是可行的,行業(yè)渴求更強的處理能力,企業(yè)沒法滿足需求,玻璃基板證明英特爾擁有強大的封裝能力。他說:“可以肯定,玻璃封裝技術(shù)將會為英特爾帶來競爭優(yōu)勢。”
如果英特爾的愿景變成現(xiàn)實,在未來幾年里,筆記本和AI工具將會變得更聰明。
為什么轉(zhuǎn)向玻璃基板?
FeibusTech分析師Mike Feibus認(rèn)為,整個芯片行業(yè)都會轉(zhuǎn)向玻璃基板,至少高端處理器會轉(zhuǎn)型,因為它可以跨越芯片制造挑戰(zhàn),英特爾在這方面處于領(lǐng)先地位。
在過去十多年里,英特爾一直與學(xué)術(shù)機構(gòu)合作,測試新方案。在美國Chandler工廠,英特爾設(shè)有研發(fā)中心,那里安置了約600名員工,他們負(fù)責(zé)將研發(fā)成果融入制造生產(chǎn)線。
英特爾高管Ann Kelleher說:“大體來講,創(chuàng)新已經(jīng)做完了。玻璃基板技術(shù)可以讓我們的產(chǎn)品擁有更高的性能。”
在芯片制造領(lǐng)域,英特爾已經(jīng)輸給臺積電,甚至連三星也不如,它現(xiàn)在夸下??谝s超,是不是太自信了。大約10年前,英特爾的制造工藝開始停滯,它的地位不再穩(wěn)固。
新的玻璃基板技術(shù)要到本個十年下半段才會投產(chǎn),最開始時新技術(shù)會應(yīng)用于尺寸較大、功耗最高的芯片,谷歌、亞馬遜、微軟會用這種芯片搭建數(shù)據(jù)中心。玻璃基板芯片的功率和數(shù)據(jù)連接能力相當(dāng)于有機基板芯片的10倍,所以它擁有更強的數(shù)據(jù)吞吐能力。玻璃基板芯片傳輸時能耗浪費更少,擁有更高的傳輸速度、更節(jié)能,而且它還可以承受更高的溫度。
一旦玻璃基板技術(shù)漸漸成熟,成本下降,就可以從數(shù)據(jù)中心下放到筆記本電腦。
“四年五節(jié)點”追上臺積電、三星
英特爾CEO Pat Gelsinger總是喜歡強調(diào)一個概念,他說要按照“四年五節(jié)點”的步驟殺回先進(jìn)芯片制造業(yè),并在2025年之前追上臺積電、三星,然后超越對手。負(fù)責(zé)技術(shù)推進(jìn)的Ann Kelleher說,英特爾目前已經(jīng)走完兩步。
目前芯片制造行業(yè)被一個難題困擾:如何用更先進(jìn)的技術(shù)將芯片附著在電路板上?為了解決這個問題,企業(yè)瞄準(zhǔn)了封裝、玻璃基板技術(shù)。
1978年推出的英特爾8086處理器只有29000個晶體管,當(dāng)時英特爾用40個金屬腳給芯片供電、傳輸數(shù)據(jù),之后芯片封裝技術(shù)突飛猛進(jìn)。Kelleher說,以前的封裝技術(shù)很粗糙,現(xiàn)在芯片制造與封裝的界線已經(jīng)很模糊。目前的封裝技術(shù)用光刻機刻蝕獨有電路,只是沒有處理器電路那么好。處理器用幾百個小針作為連接點,相比以前強很多,但電接觸點數(shù)量仍然不夠用。
相比有機基板,玻璃基板并非只有優(yōu)點沒有缺點,比如,玻璃比較脆。為了解決此問題,英特爾從顯示器行業(yè)招募專家,重新設(shè)計制造設(shè)備。平板顯示器玻璃只有一面有敏感電子元件,英特爾玻璃基板有點像三明治,兩側(cè)都有所謂的“再分配層”,制造設(shè)備只能抓住玻璃的邊緣,否則會損壞玻璃。
畢竟英特爾要的是量產(chǎn)型玻璃基板,成本很關(guān)鍵。即使技術(shù)上再無障礙,降低成本也是一大難題。所以什么時候能夠用上廉價的玻璃基板,現(xiàn)在還不確定。(小刀)