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
Комментарии (56)
Kirill-112
24.09.2023 18:34-33На стеклянной подложке можно разместить на 50% компонентов, чем на органической.
То есть, в два раза меньше? Или вы хотели сказать как в рекламе моющих средств, что-то вроде «до 3-х раз дольше»?
Появляется возможность для применения более сложных и комплексных дизайнов с использованием сразу нескольких чиплетов).
Стильные дизайнерские процессоры?
Дальше не стал читать.
PuerteMuerte
24.09.2023 18:34+26Стильные дизайнерские процессоры?
Вы не знаете, что дизайн - это не только про стиль и моду, но и про проектирование вообще всего и вся?
andrewilife
24.09.2023 18:34+3Больше этого может колбасить от фразы - "здесь нет дизайна"
Но ничего скоро всех этих кожаных заменят.
Kirill-112
24.09.2023 18:34-17Согласен, что дизайн — это про проектирование. Ради красоты.
Дизайн (от англ. design — проектировать, чертить, задумать, а также проект, план, рисунок) — деятельность по проектированию эстетических свойств промышленных изделий («художественное конструирование»[1]), а также результат этой деятельности (например, в таких словосочетаниях, как «дизайн автомобиля»)[2].
Эсте́тика (нем. Ästhetik, от др.-греч. αἴσθησις — «чувство, чувственное восприятие») — философское учение о сущности и формах прекрасного в художественном творчестве, в природе и в жизни, об искусстве как особой форме общественного сознания.
Зачем проектировать процессоры ради художественной эстетики?
PuerteMuerte
24.09.2023 18:34+12Согласен, что дизайн — это про проектирование. Ради красоты.
Какой вы упрямый :) А почему дальше первого абзаца не дочитали статью Википедии, которую цитируете? Прочитайте, и лишние возражения у вас сами собой отпадут.
Angry_Vedmed
24.09.2023 18:34Вот Вы упёртый ;)
Во-первых, Википедия тот ещё источник информации. Я бы даже сказал, что это, скорее, "антиисточник". Причём русскоязычная часть отличается особенной любовью к перлам типа "стрелки осцилографа" по понятным причинам.
Далее. (ща, подождите, песок из штанов вытряхну, покряхчу, садясь в тёплое кресло поудобнее... ;)) Давным-давно, ещё в глубоко советские среднешкольные годы, я, как и большинство мальчишек, любил рисовать машинки, самолётики и т.д. И когда в книжном попалась книжка с названием "Технический дизайн", то, полистав её, увидев картинки с необычными автомобилями и всякими остальными устройствами, уговорил маму купить эту книжку. Прочитал запоем, хотя это было что-то вроде учебника для технического ВУЗа.
С тех пор в голове осталась мысль, что дизайн это про удобство, разумность технического решения и его реализации. А внешняя привлекательность уже возникает как бы сама собой как следствие разумного технического решения.Так что "дизайн" в исконном, первоначальном смысле это всё же про техническое совершенсто, а не про "я художник, я так вижу"
dartraiden
24.09.2023 18:34Причём русскоязычная часть отличается особенной любовью к перлам типа "стрелки осцилографа" по понятным причинам.
По каким? Вообще, Википедия устроена так, что писать статьи может человек, не имеющий профильного образования в описываемой области. Для написания статьи достаточно умения пересказывать написанное в источниках (поскольку добавление отсебятины в статью это тяжкий грех). Неудивительно, что человек, не очень близкий к технической теме, может при описании осциллографа представлять в голове амперметр, который в школе видел на уроках физики, и у которого стрелка-то как раз есть.
Одновременно в этом же кроется и сила Википедии: большая часть материала выходит таки вполне приемлемого уровня для того, чтобы получить поверхностное представление о предмете (особенно когда участники тщательно стараются не добавлять отсебятину), а материала получается создавать много. Если же доверить написание статей профессионалам, то получится Нупедия, где статьи суперкачественные, тема раскрыта глубоко, но их кот наплакал (для читателя, который хочет базово ознакомиться с X, наличие 25 качественных статей о других вещах совершенно бесполезно).
ksbes
24.09.2023 18:34-10Вы не знаете, что дизайн - это не только про стиль и моду, но и про проектирование вообще всего и вся?
В русском языке - нет. Понятно, что в технической статье допустимы терминологические англицизмы, но и нужно понимать что гуманитарии могут эти англицизмы понять неправильно.
tmteam
24.09.2023 18:34+5Гуманитарии могут все понять неправильно тогда уж.
Кстати как и технари.
Для слова "Дизайн" (графический, инженерный, UX/UI итд) нету точного перевода в русском языке. Более того - для процессоров и микросхем, "дизайн" - это самый устоявшийся термин именно "внутреннего устройства и инженерии". Для внешнего вида будут использовать фразу "внешний вид" в данном контексте
ksbes
24.09.2023 18:34-1Это и с той же серии, что корабли - только военные и только ходят, крайние вылеты и прочий профессиональный слэнг.
Не зазорно быть профессионалом, зазорно быть высокомерным
hVostt
24.09.2023 18:34+24Все правильно сделали. Для начала, ознакомьтесь с понятием дизайн. Рано вам ещё такое читать.
khablander62
24.09.2023 18:34"На стеклянной подложке можно разместить на БОЛЬШЕ 50% компонентов, чем на органической. " ,
Fhann
24.09.2023 18:34+2А что там с ударопрочностью и аморфностью стекла? Интересно, как эта технология будет вести себя в портативной электронике.
alextrof94
24.09.2023 18:34+5Стекло на самом деле сравнительно прочный материал. Просто обычно из этого материала делаются тонкие большие панели (окна, зеркала, дверцы), которые разбивают неожиданно приложив большую силу в малую площадь, вот и появляется впечатление, мол оно хрупкое
Popadanec
24.09.2023 18:34+1Если его правильно охлаждать, то пластины стекла можно использовать в бронежилетах.
ksbes
24.09.2023 18:34+4А если ещё и в волокна вытягивать ...
mynameco
24.09.2023 18:34Видимо это про стелклотекстолит. Который там и используется, как слой для задержки мелких частиц.
ksbes
24.09.2023 18:34Это и про стеклоткань, которая неплохо так пули останавливает . И вообще довольно прочна
Galperin_Mark
24.09.2023 18:34+2Intel пишет, что к 2030 году хочет выйти на уровень 18-20 ангстрем.
balamutang
24.09.2023 18:34-1А кто не хочет, все хотят
Так-то это новости из будущего получаются какие-то. "Интел сделает аналоговнет к 2030 году" - ничего не напоминает? :)
eptr
24.09.2023 18:34+1Постоянная кристаллической решётки кремния -- 5.4 ангстрема (0.54 нм).
Ближайшее расстояние между атомами -- 2.3 ангстрема (0.23 нм).
Предел очень близок, и квантовые эффекты уже мешают.ksbes
24.09.2023 18:34+1Там ангстремы - немного другие ангстремы. Не следует их так совсем буквально понимать. Ширина дорожек и размер транзистора - там сотни ангстрем.
TIEugene
24.09.2023 18:34+6Интересно - о какой органической подложке речь?
Всегда думал, что у Intel подложки кремниевые.
Видимо что-то пропустил в жизни.ksbes
24.09.2023 18:34+8Это не подложка транзисторов. Это к корпусированию и сборке одного чипа из нескольких относится. Т.е. это уже второй этап производства - уже после разрезания кремниевых пластин.
Gapon65
24.09.2023 18:34Автор статьи упустил важный момент - подложка из стекла используется для упаковки нескольких т.н. "чиплетов" (чипов) в одном корпусе (микросхемы). AMD стала первой компанией, которая стала комбинировать чиплеты в одном корпусе для увеличения числа ядер (архитектура Ryzen). Помимо вычеслительных ядер, на подложку могут монтириватся модули HBM памяти, чиплеты ввода-вывода, и т.д. Чиплеты связаны высокоскорстными каналами звязи. Ближайшая аналогия - печатная плата и дискретные элементы (микросхемы и прочее). Материал подложки определенно важен. С точки зрения потребителя, это одна микросхема (корпус). Просто иногда возникает путаница с терминологией: "чип", "чиплет", "корпус".
Arxitektor
24.09.2023 18:34+6Как я понимаю сейчас в качестве подложки под кремневый кристалл используют какай-то особый вид стеклотекстолита. По сути обычная многослойная печатная плата. И эта технология просто не способна обеспечить требуемую плотность для межсоединений нескольких чиплетов CPU+GPU+IO. И данную подложку хотят заменить на особый сорт стекла. И плюсов в стекле можно как я понял легко делать оптические каналы.
Интересно там будет целиком стеклянная подложка но на сколько я понял она очень тонкая и её все равно будут наносить на какое-то дополнительное основание ?
johnfound
24.09.2023 18:34+2Бред какой-то. Они ситаллы открыли, что ли.
И это совсем не чипы, а по сути гибридные микросхемы, которых изобрели примерно 60 лет назад.
PuerteMuerte
24.09.2023 18:34+7Ну так между "открыть вид сплавов" и "разработать пригодную для массового промышленного производства технологию изготовления сверхвысокоточных изделий из этих сплавов" лежит пропасть порой из десятилетий сложнейшей научной и инженерной работы.
И речь идёт не о ситаллах, а о стеклянных подложках для чипов, наоборот, из рафинированного стекла, т.е. чистый оксид кремния. С технологиями создания множества слоёв с проводниками в этих подложках, с технологиями сварки и т.д. Вот это суть их работы.
johnfound
24.09.2023 18:34+1Не отрицая первую часть вашего поста, должен отметить что:
-
Чистый оксид кремния стеклом не является ну никак.
-
Ситаллы, наоборот стеклами являются, хотя и несколько необычными.
-
Термин "рафинированное стекло" не значит вообще ничего.
-
Если они разработали технологии стеклянных, многослойных печатных плат, то так бы и написали, а не всякую ерунду.
PuerteMuerte
24.09.2023 18:34+3Могу вам обоснованно возразить :)
Чистый оксид кремния - самое что ни на есть стекло. Более того, вы с ним регулярно сталкиваетесь, это колбы УФ ламп, компоненты оптической связи и т.д.
По ситаллам возражать не буду, вы правы, это тоже стёкла
Рафинированное = очищенное от примесей. Полагаю, смысл этой очистки и состоит в том, чтобы получить у итогового материала параметры теплового расширения как у кристалла чипа, но это уже мои догадки.
Подложка чипа, это многослойная печатная плата. Если написано, что разработали технологию изготовления подложки из стекла, то как бы и так очевидно, что они разработали технологию изготовления стеклянных многослойных печатных плат :)
johnfound
24.09.2023 18:34А давайте терминологию уточним. «Органическое стекло», это стекло или нет?
PuerteMuerte
24.09.2023 18:34+2Нет, это вид пластмассы. Но не совсем понимаю, к чему вы клоните. То, что "органическое стекло", это не стекло, никак не относится к тому, что "боросиликатное стекло", "кварцевое стекло" или "свинцовое стекло" - это всё "настоящие" виды стекла :)
johnfound
24.09.2023 18:34+1Кстати, почему вы считаете, что у кремния и у диоксида кремния коэффициенты теплового расширения равны? Отнюдь. У кремния 5.1Е-6 [1/°С], а у кварца примерно 1Е-6 [1/°С].
PuerteMuerte
24.09.2023 18:34+1Кстати, почему вы считаете, что у кремния и у диоксида кремния коэффициенты теплового расширения равны?
Я не считаю этого, это Интел написал. Справочник я уже тоже посмотрел, но во-первых, с такой разницей коэффициентов расширения оно бы вообще никак не работало (при нагреве до 100 градусов подложка бы смещалась относительно кристалла на безумные по меркам чипа 5 микрон), во-вторых, кварц - это не просто оксид кремния, а минерал, в основе которого лежит оксид кремния. Соответственно, его коэффициент теплового расширения определяет в первую очередь минеральная структура. Аморфная масса этого же вещества будет иметь совсем другие характеристики теплового расширения.
johnfound
24.09.2023 18:34Интел такого не писал. Дался вам этот кварц! Стекло, это бесконечной список рецепт. Что именно Интел разрабатывали из статьи никак не понятно. В нее сплошной маркетинговый бред и пустые, ничего не значащие, псевдо-технические «термины».
zeenarg
24.09.2023 18:34Оксид кремния может иметь и дальний, и ближний порядок. Зависит от того, как быстро его охладили. Если гомогенность по всем направлениям сохранилась на относительно больших по меркам молекулы масштабах, то на руках у вас переохлажденный раствор, стекло.
Органическое стекло, упомянутое вашим комментатором, тоже является таковым, только получено посредством полимеризации. Свойства твёрдого тела с ближним порядком присутствуют. В каком-то смысле они даже являются больше стёклами, чем неорганические.
-
svv63
24.09.2023 18:34Не совсем Интел и не уж никак не "несколько дней назад". Просто дошла очередь и до интелевских процессоров.
A-xyz
24.09.2023 18:34+1На стеклянной подложке можно разместить на 50% компонентов, чем на органической.
На 50% больше?
MagNitronik
24.09.2023 18:34+1Я с размерами не очень понял. 240мм это 24 сантиметра. Это что за кристалл такой? Или это размерность чего указана?
Viknet
24.09.2023 18:34Это размер подложки, на которой можно размещать разные кристалы.
Типа такого Intel Xeon Max 9480.
Размеры этого чипа 10cm x 5.65cm, подложка тут под всеми кристалами (тайлами) и обеспечивает связь между ними.MagNitronik
24.09.2023 18:34"Технологии шагнули очень далеко вперёд ")) Спасибо за инфу, буду знать) Посмотрел на его сокет и ужаснулся. Смотреть на ПП даже не хочется, там наверное слоев 20
GospodinKolhoznik
Странно, такая новость, прямо аж огого, а котировки акций Intel как то на это не отреагировали.
pbludov
Выходной день же. Да и новость неоднозначная. Если внимательно прочитать, то получится "Интел придумала, как уже сейчас сделать точно такие же чипы как были, но дороже".
И лишь в 2026 году выйдет второе поколение. И эти чипы второго поколения будут сравнивать с чипами конкурентов, которые тоже не будут три года сидеть сложа руки.
PuerteMuerte
На самом деле не огого, технология перспективная, но она мало на что влияет в случае процессоров. По сути, она увеличивает долговечность чипа, который испытывает тепловые перегрузки. Ну т.е. это больше актуально для мощных графических чипов, центральные процессоры от отвала кристалла особо не страдают.
vanxant
Просто интересно, откуда вы это взяли?
PuerteMuerte
Так вообще сама суть данной технологии - получить доступный материал подложки, который имеет абсолютно те же тепловые свойства, что и полупроводниковая плюшка на нём, плюс будет хорошим изолятором. Ну, просто потому, что оксид кремния (который есть стекло) и кремний (который есть чип) в этом плане совпадают. Больше никаких целей эта технология не преследует, остальные преимущества, т.е. устойчивость к тепловым нагрузкам, возможность более плотной чиплетной упаковки и большее количество соединений, являются лишь следствием этого.
PriFak
От отвала страдает припой, да и любые чипы деградирут со временем, нужно большее напряжение для тех же частот. Думаю они вовремя выкатили технологию, рост мощности притормаживается и подобные чипы будут кстати. а для видюх нужно просто взять лучшие решения и совместить. Ибо безотвальные и при том горячие были в свои времена
klounader
графические чипы больше страдают от того, что плата под своим весом изгибается в восьмёрку. вслед за платой изгибается и всё остальное, в т.ч. и чип.
yrub
с точки зрения рынка огого новость это когда вы отчитались об увеличении прибыли и рынок уверен, что она будет расти дальше. а эта новостью что? что-то разработали, пока не запустили, когда реально запустят не ясно, конкуренты тоже что-то разрабатывают (и может даже лучше), в общем на такое купится тольтко начинающий частный инветор, я одно такого в телеге видел еще в году 2020, ведет канал, я думаю он на акциях интел уже 50% потерял, потому что слишком сильно верит их обещаниям и анонсам светлого будущего. Инвест фонды предпочитают такое скинуть пока оно постоянно падает, и пересмотреть решение, когда ситуация принципиально изменится ну или когда компания допадает до какой-то цены.
вообще подобная новость в теории может поднять акции только какой-то мелкой специализированной компании, интел таковой не является, слишком много всего делает, и даже если он сейчас разработал что-то хорошее, что-то другое плохое может утянуть результаты вниз.