
玻璃
以前使用的有机材料,在存储容量和热性能方面表现有限。而采用
玻璃作为芯片基底,因其独特的优势,如更高的平坦度、更好的热稳定性和机械稳定性,为芯片架构工程师提供了更多可能性。这使得他们能够设计出适用于人工智能等数据密集型任务的高密度、高性能芯片封装方案。新方案不仅可以在单位面积内容纳更多芯片,还通过光信号连接替代传统铜信号连接,大幅提升传输效率。具体而言,
玻璃基板显著改善了电气与机械性能:其可调模量和热膨胀系数(CTE)更接近硅,支持更大尺寸外形;尺寸稳定性增强,有助于微缩特征;通孔密度提升约10倍,优化了信号路由;具备低损耗特性,适合高速信号传输;同时还能在更高温度下实现先进供电集成。这些优势为多Chiplet堆叠和3D封装技术奠定了基础。对于无法直接制造5nm工艺的情况,可以通过将多个7nm Chiplet堆叠成3D结构,并借助内部互联技术进行封装。得益于
玻璃基板卓越的机械、物理及光学性能,这种设计允许在一个封装内连接更多晶体管,从而提高信号传输速度并优化电力输送。这样一来,芯片架构师便能够在单一封装中集成更多Chiplet,实现性能、密度和灵活性的全面提升,同时降低功耗与成本。
英特尔表示,其
玻璃基板技术可使单个封装中的芯片面积增加50%,从而容纳更多Chiplet以弥补制程差距。这一成就的关键在于第三代
玻璃打孔技术,该技术能在
玻璃上精准打孔的同时确保信号完整性,要求孔洞既极度垂直又保持完整。
中国已掌握5-10微米级孔径加工能力,处于国际领先水平或第一梯队。不过,部分新闻报道存在夸大成分。事实上,
英特尔、
苹果等行业巨头也在探索类似方向。这并非所谓的换道超车,而是转向通过封装技术创新来提高晶体管密度的一种趋势。毕竟,当前全球主流仍聚焦于制程进步,国内虽有一定突破,但尚未达到全面超越的程度。例如,即便国内能做到两层堆叠,可能仅相当于国外单层5nm或3nm芯片的晶体管密度。因此,承认差距是必要的,因为国外厂商同样会结合先进制程与3D封装技术进一步发展。此外,无论采取何种路径,EUV光刻机相关技术仍需努力突破,这是推动
半导体行业长期发展的关键所在。