Intel представляет новые технологии упаковки чипов для мощных ИИ-систем

Комбинация трёх технологий позволяет разместить 10 000 мм² кремния в одном корпусе.

На IEEE Electronic Components and Packaging Technology Conference Intel анонсировала разработку новой технологии упаковки чипов, которая позволит создавать более крупные процессоры для искусственного интеллекта.

Поскольку закон Мура замедляется, производителям GPU и других чипов для дата-центров приходится увеличивать площадь кремния, чтобы успевать за растущими потребностями ИИ. Однако максимальный размер одного кристалла ограничен примерно 800 мм² (за одним исключением), поэтому компании переходят на продвинутые методы упаковки, объединяющие несколько кристаллов в единую систему.

Intel представила три ключевые инновации, позволяющие увеличить объём кремния в одном корпусе и расширить его размеры:

1. Улучшенная технология соединения кристаллов (EMIB-T).

2. Более точный метод крепления кристаллов к подложке.

3. Усовершенствованная система отвода тепла.

Вместе эти технологии позволяют разместить более 10 000 мм² кремния в корпусе площадью свыше 21 000 мм² — это примерно 4,5 банковские карты.

EMIB в 3D

Одно из ограничений при упаковке множества кристаллов — плотность соединений на стыках. Органическая подложка дешевле, но кремниевая обеспечивает более тесное расположение контактов.

Решение Intel — EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge), тонкая кремниевая пластина, встроенная в органическую подложку. Она содержит микроскопические соединения, повышающие плотность контактов.

Новая версия, EMIB-T, добавляет вертикальные медные соединения (TSV), которые:

• Уменьшают потери энергии при передаче питания.

• Включают медную сетку для снижения помех.

С EMIB-T можно объединить эквивалент 12+ полноразмерных кристаллов (10 000 мм² кремния), используя 38+ мостов EMIB-T.

Термокомпрессионное соединение

Ещё одна технология — низкотемпературное термокомпрессионное соединение, улучшающее крепление кристаллов к подложке.

Проблема: кремний и подложка расширяются по-разному при нагреве, что ограничивает плотность контактов и размеры системы.

Новый метод Intel делает процесс расширения более предсказуемым, позволяя:

• Создавать очень большие подложки с множеством кристаллов.

• Увеличивать плотность соединений с EMIB до 1 на 25 микрометров.

Улучшенный теплоотвод

Чем больше кристаллов — тем больше тепла. Ключевой элемент охлаждения — теплораспределитель, но при больших размерах корпуса он может деформироваться, теряя контакт с чипами.

Решение Intel — сборка теплораспределителя из нескольких частей с усиленными компонентами. Это обеспечивает:

• Ровную поверхность даже при высоких температурах.

• Надёжность и высокий выход годных изделий.

Когда ждать?

Пока технологии находятся на стадии R&D, и Intel не называет сроки коммерческого внедрения. Однако, чтобы конкурировать с TSMC, их нужно представить в ближайшие несколько лет.