Miközben a félvezetőipar a szerves hordozók fizikai korlátaival küzd, az üveghordozó piaci premierje folyamatosan csúszik. Az SKC leányvállalata, az Absolics már a végső minősítési fázisnál jár Georgia államban található üzemében, ám kereskedelmi forgalomban kapható termékben még egyetlen példány sem található. Az iparág elvárásokat támaszt a szilíciumot és a műanyag alapú hordozókat felváltó üvegmagos megoldásokkal szemben, ám a gyártástechnológiai nehézségek sorra írják felül a korábbi céldátumokat.
Az új csomagolási technológia nem csupán finomhangolást jelent a félvezetőgyártásban, hanem az alapjaiból módosítja a többsapkás, komplex chipek felépítését. A mesterséges intelligencia gyorsuló terjedésével és a gigantikus méretű számítási kapacitások iránti igénnyel a hagyományos szerves hordozók elérték a fizikai határaikat.
Miért elengedhetetlen a szerves magok leváltása?
A hagyományos műanyag alapú, üvegszállal erősített szerves hordozók komoly problémákkal küzdenek, ha nagyméretű, sok lapkából álló processzorokat kell kiszolgálniuk. Magas hőmérsékleten deformálódnak, hajlamosak a vetemedésre, és a rajtuk lévő huzalozás sűrűsége sem növelhető a végtelenségig. Az üvegmag ezzel szemben kiemelkedő alaktartással rendelkezik, és szinte tökéletesen sima felületet biztosít a litográfiai eljárásokhoz.
Az üveghordozó alkalmazása tízszeres összeköttetési sűrűséget tesz lehetővé a szerves megoldásokhoz képest, míg a mintázat torzulását csaknem a felére csökkenti. A hőtágulási együtthatója sokkal közelebb áll magához a szilíciumhoz, ami felére mérsékli a vetemedési hajlamot. Ráadásul a téglalap alakú, 510×515 milliméteres panelek felületének több mint 75 százaléka hasznosítható, míg a kör alakú, 300 milliméteres szilícium ostyáknál ez az arány alig éri el az 50 százalékot.
Az üveg alapanyag másik előnye az elektromos jellemzők terén mutatkozik meg. A magas frekvenciás jelek áthaladásakor az üveghordozók dielektromos vesztesége a töredéke a szerves alternatívákénak. Ez a tulajdonság a jövőbeli optikai társprocesszorok (Co-Packaged Optics) és az optikai adattovábbítás szempontjából válik elengedhetetlenné, ahol az elektronok helyett fénykomponensek közvetítik az adatokat a modulok között.
Gyártási akadályok és a töredező ütemtervek
A fizikai paraméterek ellenére az üveghordozó tömegtermelése komoly technológiai kihívás elé állítja a gyártókat. Az üveg törékeny anyag, a fúrási és szeletelési folyamatok során a szélek könnyen csorbulnak vagy megrepednek. A tesztelési fázisok korai szakaszaiban naponta több száz panel ment tönkre a feszültséghatások miatt.
Noha a szélbevonati eljárások fejlesztésével a mechanikai feszültséget sikerült mérsékelni, és kifejlesztettek alacsony hőmérsékleten kötő dielektromos rétegeket is, a tíz mikron alatti átmenő furatok fémezése és a félméteres panelek nanométeres síklapúságának fenntartása továbbra is nyitott kérdés. Az Absolics eredetileg 2024 első felére tervezte a tömegtermelést, de a várt AMD-sikertermékek sem jelentek meg az üvegmagos megoldással az elmúlt években.
Az Intel stratégiája és a dél-koreai kihívók
Az Intel 2023 szeptemberében több mint egymilliárd dolláros befektetéssel szorgalmazta az üvegmagos hordozók bevezetését, és a vállalat eredeti terveiben az évtized második fele szerepelt kereskedelmi rajtiként. A vállalat nemrégiben átalakította stratégiáját: a saját házi tömeggyártás erőltetése helyett inkább a szabadalmai licencelésére és a külső beszállítókra támaszkodik, miközben saját közvetlen bevezetését 2030 környékére tolta el.
Ezzel párhuzamosan a dél-koreai szektor szereplői gyorsítják a kapacitásaikat. Az Absolics mellett a Samsung Electro-Mechanics is létrehozott egy jelentős joint venture-t a Sumitomo Chemical partnereként, 2027 második felére tűzve ki az első gyártási fázist. A verseny nemcsak a termékek szállításáról szól, hanem az iparági szabványok megteremtéséről is: aki először képes megbízhatóan, nagy volumenben üveghordozót szállítani, az határozhatja meg a következő évtized félvezető-csomagolási előírásait.
