Advertentie
Glas substraat wordt al enige tijd genoemd als opvolger van de gangbare organische substraten die gebruikt worden in processors met meerdere chiplets. En hoewel AMD zelf geen chips meer produceert, kan het de technologie wel licenseren of uitbesteden aan TSMC. Eerder dit jaar deden al geruchten de ronde dat AMD in de aankomende jaren de sprong naar glassubstraat wil wagen.
Met het patent voorkomt AMD niet alleen problemen met mogelijke patenttrollen, maar ook met Samsung en Intel, die beiden ook bezig zijn met glas substraten. Het voordeel van een glas substraat is dat deze beter bestand is tegen veranderingen in temperatuur en mechanische stress. Daarnaast is het oppervlak zeer vlak, waardoor het eenvoudiger is om onderdelen zeer exact te plaatsen. Hierdoor kunnen verbindingen tussen chiplets een hogere dichtheid hebben, wat zich kan vertalen in een hogere bandbreedte. Daarnaast kunnen zelfs interposers weg worden gelaten, wat een flinke kostenpost kan zijn voor chips met veel chiplets.
Er kleven echter ook verschillende nadelen aan het gebruik van glas als substraat voor een chip. Zo is het nodig om zogeheten ‘Through Glass Vias’, of TGVs, te maken waar data en stroom doorheen moeten stromen. Dit is niet eenvoudig, maar er zijn drie technologieën die dit wel mogelijk maken. ‘Nat etsen’ is de oudste en meest begrepen technologie, terwijl laserboren en magnetische zelfassemblage nieuwere veelbelovende technologieën zijn.
Ook zal glas niet alle lagen onder de chips zelfs direct vervangen. De redistributie lagen, die data en energie van en naar de volledige chip overbrengen, zullen voorlopig nog wel gebruikmaken van organische diëlektrische materialen en koper. Echter levert dit een extra probleem op; deze lagen moeten namelijk nu vastgemaakt worden aan het glassubstraat, wat nieuwe productiemethoden zal vereisen.
In het patent wordt ook een technologie beschreven voor het verbinden van verschillende glas substraten. Normaal wordt voor verbindingen tussen dergelijke lagen soldeerbulten gebruikt, maar die methode vereist een beetje ruimte tussen de lagen. Door gebruik te maken van koperbinding wordt de eis van ruimte om overvloeiend soldeer de ruimte te geven weggenomen. Hierdoor moeten de lagen strakker op elkaar kunnen zitten, wat de chips robuuster moet maken en extra ondervul materialen overbodig maakt.
Al met al moeten de beschreven technieken en technologieën voor chips zorgen die beter hitte kwijt kunnen, beter bestand zijn tegen een stootje, en beter signalen kunnen doorgeven. De adoptie van glas substraten lijkt onvermijdelijk en zal ook niet heel lang meer duren. Zo wil Intel nog voor het einde van dit decennium de technologie inzetten. AMD is hier dus ook duidelijk aan bezig en andere chipmakers zullen waarschijnlijk ook niet stilzitten.