A Intel anunciou um avanço significativo no segmento de semicondutores ao superar a chamada “parede de encapsulamento”, um obstáculo físico que limitava o tamanho e a densidade de chips de alto desempenho. Essa inovação abre espaço para a fabricação de chips hipergrandes (Hyper-Large Form Factor ou HLFF), que podem alcançar dimensões de 240 mm x 240 mm, o equivalente a mais de 24x o limite de retícula padrão da indústria.
Com a desaceleração da Lei de Moore, a indústria tem migrado dos chips monolíticos para a arquitetura de chiplets, onde pequenos blocos de silício são interconectados em uma única estrutura. No entanto, o aumento do tamanho do encapsulamento também aumenta o risco de falhas operacionais na produção.
Desafios técnicos enfrentados
O principal entrave técnico está no material de selagem (underfill), que é a resina injetada para preencher as frestas entre os microchips e o substrato. Em designs tradicionais, a resina percorre distâncias curtas de até 43 milímetros. Contudo, em superfícies massivas, como as novidades da Intel, o fluido enfrenta forte resistência ao escoamento, o que pode levar ao surgimento de bolhas de ar, comprometendo tanto a dissipação de calor quanto as conexões elétricas.
Solução inovadora da Intel
Para resolver esses problemas, a equipe de engenheiros da Intel na fábrica Fab 9, localizada em Rio Rancho, Novo México, desenvolveu uma solução coordenada em três frentes. Primeiramente, os pesquisadores criaram uma resina com menor viscosidade, permitindo que o material flua por trajetos mais longos sem perder a integridade mecânica.
Em segundo lugar, a empresa reformulou sua estratégia de aplicação do fluido, substituindo a injeção lateral por uma dispensação em múltiplos pontos simultâneos, reduzindo drasticamente a distância que o selante precisa percorrer. Por fim, o processo de cura térmica foi otimizado para eliminar eventuais microbolhas remanescentes, garantindo estruturas totalmente livres de defeitos.
Resultados promissores
Nos testes práticos, a Intel validou com sucesso encapsulamentos EMIB com mais de 5x a escala de retícula, abrigando 18 dies e 12 memórias HBM, além de estruturas que superam 7x a escala tradicional. A tecnologia de empilhamento 3D Foveros também alcançou resultados perfeitos em escalas de 2x e 4x.
Com este avanço, a fabricante projeta expandir seus pacotes de empacotamento avançado para mais de 12x a retícula até 2028, viabilizando o uso de substratos de vidro e impulsionando supercomputadores de inteligência artificial de próxima geração.
Opinião
A superação dos desafios técnicos pela Intel pode marcar um novo capítulo na evolução da tecnologia de chips, trazendo inovações que impactarão diversas indústrias.
