Intel Inova com Chips Gigantes e Revoluciona Semicondutores

A Intel acaba de dar um passo significativo no universo dos semicondutores ao ultrapassar um desafio conhecido como "parede de encapsulamento". Esse obstáculo físico limitava não apenas o tamanho, mas também a densidade dos chips de alto desempenho. Com essa nova inovação, agora é possível fabricar chips hipergrandes, ou Hyper-Large Form Factor (HLFF), que podem atingir dimensões impressionantes de 240 mm x 240 mm. Para se ter uma ideia, isso representa mais de 24 vezes o limite padrão de retícula estabelecido pela indústria.

À medida que a Lei de Moore foi perdendo força, a indústria começou a deixar de lado os chips monolíticos em favor de uma arquitetura de chiplets. Nessa abordagem, pequenos blocos de silício são interconectados para formar uma estrutura única. Porém, um dos principais desafios é que, quanto maior o tamanho do encapsulamento, maior o risco de falhas na produção.

Isso se deve, em grande parte, ao material de selagem, conhecido como underfill. Essa resina é injetada para preencher as lacunas entre os microchips e o substrato e, em designs tradicionais, ela percorre distâncias de até 43 milímetros. Mas, em superfícies tão grandes quanto essa novidade da Intel, o fluido encontra uma resistência significativa, o que pode levar à formação de bolhas de ar. Essas bolhas são problemáticas, pois afetam tanto a dissipação de calor quanto as conexões elétricas.

Para enfrentar esse desafio, a equipe de engenheiros da Intel, localizada na fábrica Fab 9 em Rio Rancho, Novo México, desenvolveu uma abordagem em três etapas. Em primeiro lugar, criaram uma resina com menor viscosidade, o que facilita o fluxo do material por distâncias maiores, sem comprometer a integridade mecânica.

Em segundo lugar, a empresa revisou a forma como o fluido é aplicado, passando a usar uma dispensação em múltiplos pontos ao invés da injeção lateral. Essa mudança reduz drasticamente a distância que o selante precisa percorrer. E, por último, o processo de cura térmica foi aprimorado, eliminando possíveis microbolhas que poderiam permanecer, garantindo estruturas completamente livres de defeitos.

Nos testes práticos realizados, a Intel conseguiu validar encapsulamentos EMIB com mais de cinco vezes a escala de retícula, acomodando 18 dies e 12 [object Object]. Além disso, estruturas foram desenvolvidas que superam em mais de sete vezes a escala tradicional.

A tecnologia de empilhamento 3D Foveros também mostrou resultados excepcionais em escalas de 2x e 4x. Com esses avanços, a fabricante tem planos ambiciosos: pretende expandir seus pacotes de empacotamento avançado para mais de 12x a retícula até 2028. Essa evolução promete viabilizar o uso de substratos de vidro e impulsionar supercomputadores de inteligência artificial de próxima geração.