资讯
2023-10-03 07:59 来源:shouyoubus.com 作者:佚名
用手机看
这两年,摩尔定律已死的说法是传得沸沸扬扬。
但别着急钉棺材板,因为照最近的消息来看,它可能又要活过来了。。。
让摩尔定律复活的,不是什么稀奇玩意儿,而是我们日常都能用到的玻璃。
最近,英特尔在官网上放出消息,说下一代先进封装的基板,它们打算用玻璃替代有机材料。
理由呢,不是玻璃更便宜,也不是更好看,而是他们发现用玻璃做基板的芯片,比有机材料的性能好多了。
更直观一点,用玻璃做芯片基板,有这么两个好处:
一个是提高芯片中信号传输的效率,另一个是明显提高芯片的密度,进而拉动更好的性能。
这在大模型野蛮生长、算力紧缺的现在,算是重磅利好的消息了。
英特尔官方还放出豪言,说在在 2030年之前,它们一个封装上的晶体管就能扩展到 1 万亿个。
世超翻出摩尔定律的曲线图,目前一个封装的晶体管极限也就 1340亿个,来自苹果的 M2 Ultra 芯片, 1 万亿个的数据和它相比,直接将近 10倍。
再到曲线图上对一下,还挺符合摩尔定律的。。。
看到这里,我猜各位差友心里可能犯这样的嘀咕,玻璃也不是啥罕见的材料,它真有这么大能耐?
在回答这个问题之前,我们得先了解一下芯片基板的基础知识。
芯片基板,是进行最后一步封装的主角,用来固定上一步从晶圆切好的晶片( Die ),基板上固定的晶片越多,整个芯片的晶体管数量自然也就越多。
打个比方,整个封装好的芯片相当于是一个城市,如果说基板上晶片是摩天大楼的话,那基板就相当于是串联起这些大楼的公共交通,晶体管就是生活在大楼里的人。
要让晶体管也就是整个城市的人更多,就只有两个办法:
一个是在现有的公共交通资源下做好城市规划,对应到芯片封装中就是提高工艺。
另外一个就是盖更多更高的楼,前提是城市的公共交通系统得全面升级,对应下来就是改变基板的材料。
当然在芯片封装发展的过程中,这两个方法是交替来着的。
从上世纪 70年代开始起步到现在,芯片基板材料已经经历了两次迭代,最开始的芯片基板靠引线框架来固定晶片。
英特尔4004芯片
英特尔4004芯片基板
到了二十世纪 90年代,因为有更好的密封性和良好的导热性,陶瓷基板逐渐取代了之前的金属引线框架,在然后在00年代,我们现在最常见的有机材料基板出现了。
和陶瓷基板相比,有机材料基板不用烧结,加工难度小,还有利于高速信号的传输。
所以到目前为止,有机材料基板都被视作是芯片领域的排头兵。
但有机材料身上也有缺点,就是它和晶片两个材料之间的热膨胀系数差别太大了。
温度低还好,但只要温度稍微过高一点,一个变形程度很大,另外一个很小,晶片和基板之间的连接就会断开。
芯片这不就被烧坏了。。。
因此为了避免这种情况的发生,有机基板的尺寸一般都不会太大。
尺寸小,但想要上面的晶体管变多,就只有在工艺上下功夫了,为此,业内的厂商也都使出了十八般武艺。
从原来专注于平面封装到之后开始搞叠叠乐,也就是堆叠式封装。
而在堆叠式封装领域,现在也是卷出了天际,经历了多次迭代,已经来到了最先进的硅通孔技术( TSV ),就是让硅芯片堆起来,然后穿孔连通。
不过现在,无论封装技术再怎么精进再怎么牛,它们面对摩尔定律的发展趋势,都已经开始捉襟见肘了。
就拿 TSV 技术来说,虽然在一定程度上它能让晶体管数量成倍增长,但同时它的技术要求也更高,更不用说成本了。
并且,下一代封装技术的要求是:封装尺寸要超过 120 mm* 120 mm 。
上面已经说到,由于有机基板是类似合成树脂的材料组成的,受热容易弯曲。
而现在芯片的封装设计都要求晶片个挨个地凑在一起,发热肯定是避免不了的,想要搞更大的封装尺寸用有机材料肯定没戏。
这下刀就已经架在了有机基板的头上,反正这命是迟早得革。
怎么革,靠谁革?
我们在开头就已经给出了答案——玻璃。这里的玻璃并不是说要用纯玻璃做基板,而是把之前之前基板中类似合成树脂的材料替换成玻璃,金属的封边依旧还在,类似下图这种。
玻璃当然也不是我们日常用的那种玻璃,而是会通过调整,造出一种和硅的性质接近的玻璃。
相较于之前的有机材料,这次替换的玻璃主要看中的是它的三个性能:机械性能、热稳定性和电气性能。
首先是机械性能,玻璃基板在机械强度这块是吊打有机基板。
玻璃在充当基板材料时,会在上面开孔,保证信号的传输。
因为玻璃材料超级平整,要光刻或者封装也更容易,所以同样的面积下,在它上面开的孔的数量要比在有机材料上多得多。
就相当于是,在玻璃材料上建的公共交通会比在有机材料上建得更密集、线路也会更加多。
据英特尔的说法,玻璃芯通孔之间的间隔能够小于 100微米,这直接能让晶片之间的互连密度提升 10倍。
互连密度提升了,相同面积下能容纳的晶体管数量也就更多了。
再来是热稳定性,玻璃基板不容易因为温度高而产生翘边或者变形的问题。
万一有个特殊情况,玻璃中也含有二氧化硅,和硅的性质接近,它们的热膨胀系数也差不多,就算温度过高,也是基板上的芯片和基板以一样的膨胀速度一起变形。
最后就是玻璃芯独特的电气性能,说更准确一点其实是开孔之后的玻璃的电气性能,它的电介质损耗会更低,允许更加清晰的信号和电力传输。
这样一来,信号传输过程中的功率损耗就会降低,芯片整体的效率也就自然而然被提上去了。
而这些性能综合下来,在最后芯片上的体现就是,用玻璃芯基板封装的话,可放置的芯片数量比其他芯片多 50%。
不过还有个问题,既然相较于有机基板,玻璃基板的性能这么好,为什么不早点用玻璃基板呢?
其实不是不想用,而是要替换一个材料,可不是那么简单的事儿,前期摸索、中期研发、后期落地,这都是要砸钱、砸时间的。
还拿英特尔来说,它在十年前就已经开始研发玻璃芯基板了,前前后后丢在里面的资金少说也有十亿美元。
而现在的成果也就是组装好了一套测试工具,要实际量产玻璃芯基板,还得等到 2026 年往后。
当然不止英特尔,整个行业内也有不少企业都在着手搞玻璃基板的研发,毕竟玻璃取代有机材料也算是业内的一个共识。
就比如大半年前,日本的 DNP 也透露正在开发玻璃基板,以替换掉传统的树脂基材,并且他们还定下一个小目标:在 2027 年之前靠玻璃基板拿下 50亿日元的销售额。
要说最早入局玻璃基板的,还得是 SKC 子公司 Absolics ,甚至在去年的时候,它就已经投资了 6 亿美元,打算在乔治亚州科文顿建厂了。
按照他们的规划,不出意外今年年底,就有小批量的玻璃基板开始生产了。
当然,在短时间内,芯片基板市场的主流还依旧会是有机材料,毕竟技术迭代完成商业化转身也需要一个过渡时期,技术成本、良率等等都是厂商需要解决的问题。
不过可以肯定的是,有机材料在芯片基板的舞台上,重要性会逐渐被玻璃取代。
责任编辑:随心
以上就是手游巴士为您提供《为了复活摩尔定律 英特尔决定用玻璃来连接芯片》的详细内容,更多精彩内容请继续阅读上一篇《国庆人爆满!两千多年后六国子民花钱来拜秦始皇:网友感慨》2023-10-03 配置更高 动力更强!2024款奥迪Q4 e-tron发布:售41.2万起
2023-10-03 国庆假期最受欢迎的娱乐场所出炉:电影院只排第2
2023-10-03 迅雷盒子X1清新版上架:内置1T M.2 SSD、送一年会员
2023-10-03 Steam Spy创建者离职
2023-10-03 Steam发布9月硬件调查报告:RTX 3060显卡依然甜品
2023-10-03 比亚迪海外市场再下一城!5款重磅车型亮相土耳其市场
2023-10-03 轴距超3米 奥特能平台打造!本田全新纯电SUV正式亮相
2023-10-03 10年增长55倍成畅销王 特斯拉:95%精力用于研发 倾听用户反馈
2023-10-03 国庆人爆满!两千多年后六国子民花钱来拜秦始皇:网友感慨
2023-10-03 为了复活摩尔定律 英特尔决定用玻璃来连接芯片
2023-10-02 荡气回肠《蜀门》手游六周年主题曲带你重回黄金时代
2023-10-02 2023国庆档新片票房破15亿:张艺谋《坚如磐石》破5亿位列第一
2023-10-02 25.99万起!特斯拉Model 3焕新版登陆全国门店:年底开启交付
2023-10-02 世界首次!杭州亚运会惊现机械狗 在赛场来回搬运铁饼
2023-10-02 百度第六代无人车 Apollo RT6 信息曝光!搭载L4级辅助驾驶 支持换电
2023-10-02 实现零的突破!中国马术摘得亚运会历史首金
2023-10-02 尺寸超越宏光MINI EV!凯翼纯电小车“拾月”官宣:11月有望上市
2023-10-02 升级通道关闭!Windows 7/8不能免费升级到10/11
2023-10-02 2023年诺贝尔奖今日起揭晓:每项奖金734万元史上最高
2023-10-02 全球液晶电视平均尺寸创新高 网友:10年前就达到了
2023-10-02 苹果承认iPhone 15 Pro温度过高:iOS 17漏洞导致的 未来可通过固件修复
2023-10-02 我国科考队首次登顶世界第六高峰:距珠穆朗玛峰约30公里
2023-10-02 为啥旅行总觉得“去时路远 回时路近”?这可能是个好兆头
2023-10-02 39.9元够用一整年:立白洗衣液3.3元/斤无套路限时购
2023-10-02 ProGrade全球首款4.0标准CFexpress Type-B存储卡开卖:1.3TB售价1万9 写速3GB/s
手游巴士
手游巴士