玻璃基板有助于克服有機材料的局限性，使未來數(shù)據(jù)中心和人工智能產(chǎn)品所需的設(shè)計規(guī)則得到數(shù)量級的改進。

英特爾宣布在業(yè)內(nèi)率先推出用于下一代先進封裝的玻璃基板，計劃在未來幾年內(nèi)向市場推出。這一突破性進展將使單個封裝內(nèi)的晶體管數(shù)量不斷增加，繼續(xù)推動摩爾定律，滿足以數(shù)據(jù)為中心的應(yīng)用的算力需求。

英特爾公司高級副總裁兼組裝與測試技術(shù)開發(fā)總經(jīng)理 Babak Sabi 表示；“經(jīng)過十年的研究，英特爾已經(jīng)領(lǐng)先業(yè)界實現(xiàn)了用于先進封裝的玻璃基板。我們期待著提供先進技術(shù)，使我們的主要合作伙伴和代工客戶在未來數(shù)十年內(nèi)受益。“

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

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(wěn)定性和機械穩(wěn)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(gòu)師能夠為 AI 等數(shù)據(jù)密集型工作負載打造高密度、高性能的芯片封裝。英特爾有望在未來幾年內(nèi)向市場提供完整的玻璃基板解決方案，從而使整個行業(yè)在 2030 年之后繼續(xù)推進摩爾定律。

到 2020 年代末期，半導(dǎo)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(dǎo)體行業(yè)的進步和發(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(dǎo)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(cè)

隨著對更強大算力的需求不斷增長，以及半導(dǎo)體行業(yè)進入在封裝中集成多個芯粒的異構(gòu)時代，封裝基板在信號傳輸速度、供電、設(shè)計規(guī)則和穩(wěn)定性方面的改進變得至關(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(gòu)建更大的芯片組（即“系統(tǒng)級封裝”）。芯片架構(gòu)師將有能力在一個封裝中以更小的尺寸封裝更多的芯粒模塊，同時以更靈活、總體成本和功耗更低的方式實現(xiàn)性能和密度的提升。

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(yīng)用和工作負載，包括數(shù)據(jù)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），還達到了實現(xiàn)極緊密的層間互連疊加所需的尺寸穩(wěn)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實現(xiàn)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(gòu)師能夠更靈活地設(shè)置電源傳輸和信號路由設(shè)計規(guī)則，因為它在更高溫度下的工作流程中，提供了無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，同時以更低的功耗實現(xiàn)所需的高速信號傳輸，有助于讓整個行業(yè)更接近 2030 年在單個封裝內(nèi)集成 1 萬億個晶體管的目標。

測試用玻璃芯基板

此次技術(shù)突破，源于英特爾十余年來對玻璃基板作為有機基板替代品的可靠性的持續(xù)研究和評估。在實現(xiàn)用于下一代封裝的技術(shù)創(chuàng)新方面，英特爾有著悠久的歷史，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渡，率先實現(xiàn)了無鹵素和無鉛封裝，并發(fā)明了先進的嵌入式芯片封裝技術(shù)和業(yè)界領(lǐng)先的主動式 3D 封裝技術(shù)。因此，從設(shè)備、化學(xué)品和材料供應(yīng)商到基板制造商，英特爾能夠圍繞這些技術(shù)建立起一個完整的生態(tài)系統(tǒng)。

英特爾在業(yè)界率先推出用于先進封裝的玻璃基板，延續(xù)了近期 PowerVia 和 RibbonFET 等技術(shù)突破的良好勢頭，展現(xiàn)了英特爾對 Intel 18A 制程節(jié)點之后的下一個計算時代的預(yù)先關(guān)注和展望。英特爾正朝著2030 年在單個封裝上集成 1 萬億個晶體管的目標前進，而包括玻璃基板在內(nèi)的先進封裝技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新將有助于實現(xiàn)這一目標。

審核編輯 黃宇