Cuando hablamos de la fabricación de semiconductores la litografía suele acaparar todo el protagonismo, pero no es el único proceso crucial en la cadena de producción de circuitos integrados. El empaquetado también ejerce un rol fundamental. Su propósito es aglutinar el conjunto de soluciones tecnológicas que permiten apilar varios chiplets que pueden estar fabricados con distintas tecnologías de integración en un único circuito integrado de mayor tamaño.
La tecnología de empaquetado también se responsabiliza de resolver la comunicación entre los chiplets y de estos con el exterior implementando enlaces de alto rendimiento. Actualmente TSMC apuesta por su empaquetado avanzado COWOS; Intel, por Foveros; y Samsung, por I-Cube, H-Cube y X-Cube. No obstante, hay un componente más que también tiene un papel muy importante y al que merece la pena que prestemos atención: el sustrato.
NVIDIA está promoviendo la adopción de los sustratos de vidrio
El nombre que recibe habitualmente una oblea cuando todavía no ha sido sometida a los procesos litográficos necesarios para transferirle el patrón que contiene la lógica de los chips es sustrato. Este componente es el auténtico punto de partida de la fabricación de semiconductores, y como tal ejerce como el soporte físico sobre el que se depositan los componentes de los circuitos integrados. Como podemos intuir, debe garantizar la integridad estructural del chip, así como el correcto aislamiento eléctrico de los componentes.
Los sustratos que parecen tener más potencial a corto y medio plazo en el ámbito de los semiconductores que producen TSMC, Intel y Samsung son los de vidrio
El silicio es desde hace décadas el elemento químico más utilizado en la puesta a punto de sustratos. No obstante, hay otras opciones. Los sustratos de carburo de silicio policristalino difieren de los de silicio en algunos parámetros clave que condicionan el rendimiento eléctrico de los semiconductores, como la brecha energética o banda prohibida (bandgap energy), la velocidad de saturación o el índice de conductividad térmica. También se desmarcan si nos ceñimos a la movilidad de los electrones, lo que justifica su distinto rendimiento eléctrico y la idoneidad del carburo de silicio para la electrónica de alta potencia.
No obstante, los sustratos que parecen tener más potencial a corto y medio plazo en el ámbito de los semiconductores que producen TSMC, Intel y Samsung son los de vidrio. Y es que este material conlleva ventajas frente al silicio si nos ceñimos a su estabilidad térmica, densidad de interconexión, planitud e integridad estructural. De hecho, Intel lleva una década trabajando en ellos, lo que, según esta compañía, ya le permite afrontar la producción a gran escala de este tipo de sustratos. Y, por fin, llegamos a la jugada de NVIDIA.
Según DigiTimes la compañía liderada por Jensen Huang, que es uno de los mejores clientes de TSMC gracias en gran medida al auge de los chips para aplicaciones de inteligencia artificial (IA), ha pedido a este fabricante taiwanés de circuitos integrados que retome la puesta a punto de los sustratos de vidrio. TSMC abandonó este proyecto hace varios años, pero al parecer NVIDIA tiene el peso necesario para aceptar su petición y retomarlo.
Lo interesante es que, como hemos visto, en esta área Intel ha tomado la delantera, por lo que no resulta descabellado prever que quizá en el futuro TSMC fabrique los chips de NVIDIA e Intel se encargue del empaquetado. Por el momento solo es una conjetura, pero es plausible.
Más información | DigiTimes
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