英特尔展示先进玻璃基板封装工艺，目标实现单一封装万亿晶体管

美国当地时间9月18日，英特尔宣布推出业界首款用于下一代先进封装的玻璃基板，计划在2026年至2030年量产。

这一突破性成就将使单一封装纳入更多的晶体管，并继续推进摩尔定律，促成以数据为中心的应用。市场人士表示，英特尔在这方面的突破，也将使得近期市场上讨论度很高的硅光子技术发展有了重要的进展。

英特尔介绍称，与目前主流的有机基板相比，玻璃具有独特的特性，例如超低平坦度、更好的热稳定性和机械稳定性，从而使基板中的互连密度更高。这些优势将使芯片架构师能够为人工智能(AI)等数据密集型工作负载创建高密度、高性能芯片封装。

另外，到2030年之前，半导体产业很可能会达到使用有机材料在硅封装上延展晶体管数量的极限，有机材料不仅更耗电，并且有着膨胀与翘曲等限制。半导体业的进步和发展依赖不断延展，而玻璃基板是下一代半导体确许可行且不可或缺的进展。而随着对更强大运算的需求增加，以及半导体业进入在一个封装中使用多个“小芯片”（chiplets）的异质架构时代，提升信号传输速度、功率传输、设计规则和封装基板稳定度将至关重要。

英特尔指出，而与如今使用的有机基板相比，玻璃基板具有卓越的机械、物理和光学特性，在单一封装中可连接更多晶体管，提高延展性并能够组装更大的小芯片复合体（称为“系统级封装”）。芯片架构师将能够在一个封装上以更小的面积封装更多芯片块（也称为小芯片），同时以更高的弹性和更低的总体成本和功耗实现性能和增加密度。因此，玻璃基板将最先被导入效用最显著的市场，也就是需要更大体积封装（即数据中心、AI、绘图处理）和更高速度的应用和工作上。

事实上，玻璃基板可以承受更高的温度，图案变形（pattern distortion）降低50%，超低平坦度可加大微影制程的焦距深度，并且具有极其紧密的层间互联覆盖所需的尺寸稳定性。由于这些独特的特性，玻璃基板上的互联密度可以提高10倍。此外，玻璃的机械特性更高，可以实现高组装良率的超大型封装。

而且，玻璃基板的高温耐受度，让芯片架构师在制定功率传输和信号路由的设计规则时保有弹性，能够无缝集成光学互联，以及在更高温度制程下将电感器和电容器嵌入到玻璃中加工。如此可以提供更好的功率传输解决方案，不仅大幅降低功耗且能实现所需的高速信号传输。上述诸多优势有助于半导体业更接近2030年在单一封装纳入1兆个晶体管的目标。

英特尔已在玻璃基板技术上投入了大约十年时间，目前在美国亚利桑那州拥有一条完全集成的玻璃研发线。该公司表示，这条生产线的成本超过10亿美元，为了使其正常运行，需要与设备和材料合作伙伴合作，建立一个完整的生态系统。业内只有少数公司能够负担得起此类投资，而英特尔似乎是迄今为止唯一一家开发出玻璃基板的公司。

与任何新技术一样，玻璃基板的生产和封装成本将比经过验证的有机基板更昂贵。英特尔目前还没有谈论产量。如果产品开发按计划进行，该公司打算在本十年晚些时候开始出货。第一批获得玻璃基板处理的产品将是其规模最大、利润最高的产品，例如高端HPC（高性能计算）和AI芯片，随后逐步推广到更小的芯片中，直到该技术可用于英特尔的普通消费芯片。