Ημιαγωγοί: Γιατί η Intel θεωρεί το γυαλί ζωτικό υλικό στην εξέλιξη των μικροτσίπ

Καθώς οι επεξεργαστές μεγαλώνουν, σε επιδόσεις, και γίνονται όλο και πιο πολύπλοκοι, η ικανότητά τους να επικοινωνούν με τα υπόλοιπα συστήματα του υπολογιστή φτάνει σε ένα σημείο… ασφυξίας, σύμφωνα με τα όσα αναφέρουν ερευνητές της Intel. Λύση στο πρόβλημα φαίνεται να δίνει η χρήση υποστρωμάτων με βάση το γυαλί, τα οποία βρίσκονται μεταξύ του τσιπ και των συνδετικών στοιχείων, λέει η εταιρεία.

Για την Intel, μια εταιρεία πρωτοπόρο στην παραγωγή επεξεργαστών που πλέον «κυνηγά» την Nvidia στον τομέα της τεχνητής νοημοσύνης, η νέα προσέγγιση είναι μια ευκαιρία να επιδείξει την ικανότητά της να καινοτομεί και σε αυτόν τον τομέα και φυσικά να κερδίσει νέους πελάτες στην πορεία. Όπως αναφέρει το Blomberg, η εταιρεία έχει αυξήσει τις δαπάνες Έρευνας & Ανάπτυξης σε σχεδόν 18 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως, πολύ περισσότερο από τον ανταγωνισμό.

Η Intel προβλέπει ότι οι υπάρχουσες τεχνικές θα εξαντληθούν στο δεύτερο μισό αυτής της δεκαετίας, δημιουργώντας επείγουσα ανάγκη για νέες λύσεις.

Η ερευνητική προσπάθεια της Intel υλοποιείται στις εγκαταστάσεις έρευνας και παραγωγής συσκευασιών, ένας ελάχιστα γνωστός τομέας της παραγωγικής της διαδικασίας. Η εταιρεία με έδρα τη Σάντα Κλάρα της Καλιφόρνια προσπαθεί να αυξήσει το προφίλ της επιχείρησης, στο πλαίσιο μιας ευρύτερης προσπάθειας να προσελκύσει πελάτες στις κατασκευαστικές της δραστηριότητες.

Από τότε που ιδρύθηκε η Intel στα τέλη της δεκαετίας του 1960, τα εργοστάσιά της έχουν επικεντρωθεί σχεδόν αποκλειστικά στην παραγωγή των δικών της σχεδίων. Τώρα η εταιρεία κατασκευής τσιπ ενισχύει τις δραστηριότητες χυτηρίου της, οι οποίες κατασκευάζουν ημιαγωγούς και άλλη τεχνολογία για εξωτερικούς πελάτες – μια από τις μεγαλύτερες ανακατατάξεις στην ιστορία της 55χρονης εταιρείας.

Ο διευθύνων σύμβουλος Πατ Γκέλσινγκερ αναδεικνύει όλο και περισσότερο τις δυνατότητες της Intel στη συσκευασία – την τεχνολογία δηλαδή που περιβάλλει τα τσιπ. Και η εταιρεία σημειώνει πρόοδο στη σύναψη συμβάσεων με πελάτες σε αυτόν τον τομέα, λέει, ακόμη και αν οι αγοραστές αυτοί φέρνουν τσιπ που κατασκευάστηκαν αλλού.

Τεχνικός της Intel επιδεικνύει το νέο γυάλινο υπόστρωμα (Intel Corp.)

Το στοίχημα της Intel

Ο τομέας συσκευασίας (packaging) θεωρείται ως ένας τρόπος να προσελκύσει πελάτες, οι οποίοι μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιούν την Intel για ένα ευρύτερο φάσμα των αναγκών τους για την παραγωγή τσιπ. Πρόκειται για ένα στοίχημα υψηλού κινδύνου, αναφέρει το Bloomberg, καθώς η Intel ξοδεύει δισεκατομμύρια σε νέα εργοστάσια σε όλο τον κόσμο, με την ελπίδα ότι οι εξωτερικοί πελάτες θα τα κρατήσουν σε λειτουργία.

Ο Γκέλσινγκερ, ο οποίος θα κηρύξει την έναρξη του ετήσιου τεχνολογικού συνεδρίου της Intel αυτή την εβδομάδα, προσπαθεί επίσης να αποκαταστήσει την ιδέα ότι η εταιρεία μπορεί να καθορίσει την ατζέντα της βιομηχανίας τσιπ συνολικής αξίας 580 δισεκατομμυρίων δολαρίων.

Με την πρωτοβουλία για τη συσκευασία με τη χρήση γυαλιού, η Intel στοχεύει να είναι η πρώτη που θα εμπορευματοποιήσει μια τεχνολογία που βρίσκεται σε ακαδημαϊκή έρευνα εδώ και χρόνια. Η κατασκευάστρια επεξεργαστών προβλέπει ότι οι υπάρχουσες τεχνικές θα εξαντληθούν στο δεύτερο μισό αυτής της δεκαετίας, δημιουργώντας επείγουσα ανάγκη για νέες λύσεις.

Ο ρόλος του γυαλιού

Οι μικροσκοπικές μεταλλικές δίοδοι που μεταφέρουν δεδομένα και ενέργεια μεταξύ των δισεκατομμυρίων τρανζίστορ σε ένα τσιπ και του υπόλοιπου υπολογιστή πρέπει να περάσουν μέσα από ένα πακέτο που προστατεύει το πυρίτιο. Τα τελευταία 20 χρόνια, αυτό το υπόστρωμα ήταν κατασκευασμένο από ένα μείγμα υαλοβάμβακα και εποξειδικού υλικού. Το υλικό είναι σχετικά φθηνό και έχει γίνει βιομηχανικό πρότυπο.

Καθώς τα τσιπ περιλαμβάνουν δεκάδες δισεκατομμύρια και πλέον τρανζίστορ, αυτό το στρώμα συσκευασίας δείχνει να φτάνει στα όριά του. Τα μικροσκοπικά ηλεκτρονικά εξαρτήματα πρέπει να σφίγγονται με μια δύναμη που ισοδυναμεί με το να κάθεται πάνω τους ένας παίκτης του NFL (δηλαδή του αμερικανικού ποδοσφαίρου), όπως αναφέρει χαρακτηριστικά το Bloomberg  – διαφορετικά, οι ηλεκτρικές επαφές δεν ακουμπούν καθαρά.

Η αύξηση του αριθμού των οπών στο εύκαμπτο υπόστρωμα οδηγεί σε στρέβλωση, η οποία μπορεί να προκαλέσει απώλεια επαφής σε ορισμένες περιοχές. Το μείγμα εποξειδικού υλικού και υαλοβάμβακα περιορίζει επίσης το πόσο μπορούν να μειωθούν οι διαδρομές για την τροφοδοσία και τα δεδομένα.

Η χρήση γυαλιού φαίνεται ότι διορθώνει αυτά τα προβλήματα, λέει η Intel. Το υλικό δεν στρεβλώνεται και η δομή του επιτρέπει τη χρήση πιο λεπτών διαδρόμων για τα δεδομένα. Το υλικό μοιράζεται χημικές ιδιότητες με το πυρίτιο που υποστηρίζει, πράγμα που σημαίνει ότι θα διαστέλλεται και θα συστέλλεται με τον ίδιο ρυθμό σε υψηλές θερμοκρασίες.

Παρόλα αυτά, δεν υπάρχει βεβαιότητα για τα παραπάνω. Πριν η συγκεκριμένη τεχνολογική προσέγγιση γίνει κανόνας, η Intel θα πρέπει να αποκτήσει φθηνότερη πρόσβαση στην προμήθεια του  υλικού. Παράλληλα, οι ερευνητές πρέπει να τελειοποιήσουν τις τεχνικές χειρισμού για να προφυλαχθούν από το πιο διάσημο χαρακτηριστικό του γυαλιού: την τάση του να θρυμματίζεται.