Intel модернизирует корпус чипа для ИИ. 10 000 квадратных миллиметров кремния в одном корпусе

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 ^[1].

Поскольку закон Мура замедляется, производителям GPU и других чипов для дата-центров приходится увеличивать площадь кремния, чтобы успевать за растущими потребностями ^[2] 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.