"Advanced Die Packaging": Intel packt künftig Chips auf Glassubstrate

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Quelle: Intel

Intel setzt in Zukunft auf Glassubstrate, wenn es darum geht, Tausende von Milliarden an Transistoren auf einem Chip unterzubringen. Das hat der Konzern auf der hauseigenen Veranstaltung Intel Innovation 2023 in San José angekündigt. Intel forscht bereits seit Jahren daran, die Grenzen des organischen Materials zu überwinden. Mit Glas sei nun ein "bedeutender Durchbruch" erreicht, was Intel "Advanced Die Packaging" nennt.

Stephen Shankland, ein Reporter von CNET, sagt, er sei einer von nur zwei Journalisten gewesen, die einen ersten Blick auf die Funktionsweise von Intels Glassubstrat werfen konnten. Er schreibt: "Der A17 Pro Prozessor im iPhone 15 Pro von Apple hat 19 Milliarden Transistoren. Intels Supercomputer-Prozessor Ponte Vecchio hat mehr als 100 Milliarden." Intel geht davon aus, dass bis zum Ende des Jahrzehnts bis zu 30 Billionen Transistoren auf einem Glassubstrat untergebracht sein werden, zusammen mit anderen Innovationen wie der 3D-Stapelung von Chips, sagte Rahul Manepalli, Direktor für Substratmodultechnik bei Intel in einer Pressekonferenz.

Mit Glas könne Intel eine 50 Prozent größere Chipfläche in einem Gehäuse schaffen, sodass mehr Chips in ein einziges Gehäuse passen. "Damit können wir Dinge tun, die ein organisches Gehäuse nicht leisten kann. Es ermöglicht uns, die Stromversorgung für diese stromhungrigen, KI- und datenzentrierten Chips zu verbessern. Es ermöglicht uns eine Hochgeschwindigkeits-E/A-Signalisierung, die in organischen Gehäusen nicht möglich ist, vor allem, wenn man zu diesen Schaltern mit sehr hoher Frequenz und sehr geringen Verlusten kommt", behauptet Manepalli weiter und spricht zudem von hohen Produktionserträgen und niedrigen Kosten. Die Glassubstrate seien eine weitere Option für eine schnellere und bessere Konnektivität neben anderen Verbesserungen wie dem 3D-Packaging.

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Intel hat sich auf diesen Chiplet-Ansatz verlassen, um zu Konkurrenten mit überlegenen Prozessorfertigungsfähigkeiten aufzuschließen. Aber jetzt kann Intel es nutzen, um seine Konkurrenten in einer Zeit zu überholen, in der die explodierende Nachfrage nach neuer Rechenleistung die Fähigkeit der Industrie, diese zu liefern, übersteigt, so Creative Strategies-Analyst Ben Bajarin.

Die heutigen Chips befinden sich auf Substraten, die sie mit einer größeren Leiterplatte, also dem Mainboard, verbinden. Normalerweise werden Kupferverbindungen dafür verwendet. Aber Intel habe einen Weg gefunden, dies mit Glas schneller zu tun. Dafür hat Intel in seiner Fabrik im amerikanischen Chandler, Arizona, eigens eine Produktionslinie mit Milliardeninvestitionen ausgestattet, um die Glasverarbeitung voranzubringen.

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Vorteile von Glas gegenüber Silizium: Stabilität und Verbindungsdichte

Im Vergleich zu herkömmlichen organischen Substraten bieten Glassubstrate eine Vielzahl von Vorteilen, darunter eine extrem niedrige Ebenheit, eine verbesserte thermische und mechanische Stabilität sowie eine deutlich höhere Verbindungsdichte. Diese einzigartigen Eigenschaften ermöglichen es, Chip-Pakete zu entwickeln, die speziell für datenintensive Arbeitslasten wie künstliche Intelligenz (KI) ausgelegt sind.

Intel will in der zweiten Hälfte dieses Jahrzehnts die ersten Chips mit Glassubstraten auf den Markt bringen.

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    • Kommentare (12)

      Zur Diskussion im Forum
      • Von Lexx Lötkolbengott/-göttin
        Zitat von G4mest3r
        Achtung... jetzt kommen die Chemiker.
        Achtung: Hier ist der NICHT-Chemiker:

        Glas kann man doch nett Recyceln?
        Also ned nur Flaschen.
        (Gibt vielleicht sogar EU-Förderung für so eine Idee.)

        Silizium ist ein integraler, schwer zu lösender... Verbundstoff...
        Wie ist das bei Chips dann so?
        Kann man da den "Sand" wiederverwertbar machen?
        (Ok, in Deutschland/EU nicht, ich höre schon die Brüller, aber
        irgendwelche Gschropperln in.. ja, irgendwo, auf irgendwelchen
        Halden... far far away...)

        Gelbe Tonne und ab in den Kreislauf?
        Doch in den Allesbrenner für Wärme im Winter?

        Oder an irgendwelche Öko-Fuffn weitergeben, die dann
        "hippen" Influencer-Schmuck draus machen (wie vor 40 Jahren)?

        Wobei wer braucht schon 4 Milliarden Schlüsselanhänger?
      • Von Lexx Lötkolbengott/-göttin
        Zitat von G4mest3r
        Achtung... jetzt kommen die Chemiker.
        Achtung: Hier ist der NICHT-Chemiker:

        Glas kann man doch nett Recyceln?
        Also ned nur Flaschen.
        (Gibt vielleicht sogar EU-Förderung für so eine Idee.)

        Silizium ist ein integraler, schwer zu lösender... Verbundstoff...
        Wie ist das bei Chips dann so?
        Kann man da den "Sand" wiederverwertbar machen?
        (Ok, in Deutschland/EU nicht, ich höre schon die Brüller, aber
        irgendwelche Gschropperln in.. ja, irgendwo, auf irgendwelchen
        Halden... far far away...)

        Gelbe Tonne und ab in den Kreislauf?
        Doch in den Allesbrenner für Wärme im Winter?

        Oder an irgendwelche Öko-Fuffn weitergeben, die dann
        "hippen" Influencer-Schmuck draus machen (wie vor 40 Jahren)?

        Wobei wer braucht schon 4 Milliarden Schlüsselanhänger?
      • Von Schnitzelnator Software-Overclocker(in)
        Auf der Radeon 7 ist zum Beispiel ein Siliziuminterposer unter dem HBM und dem GPU-Die. Und der HBM ist per Through Silicone Vias (also das gleiche wie bei Glas nur mit Silizium) gestapelt verdrahtet.
        Man kann den Interposer durch Glas austauschen, das stimmt. Und trotzdem beim Laminat als Substrat unter dem Interposer bleiben.

        So wie ich das aber verstanden habe, wollte man eher das Laminat unter dem Interposer durch Glas ersetzen. Würde auch Sinn ergeben, weil ich mir keinen massiven Kostenvorteil vorstellen kann, wenn man den Siliziuminterposer durch einen Glasinterposer ersetzen würde - der übrigens darüberhinaus auch etwas fragiler wäre und im Gegensatz zu Silizium ein reiner Isolator ist.
      • Von G4mest3r BIOS-Overclocker(in)
        OK, Heise erklärt es besser:
        "Intel packt künftige Riesen-Chips auf Glas-Träger
        Das bisherige Substratmaterial für Chipgehäuse stößt an Grenzen, weshalb Intel auf Glas setzt – als Trägermaterial, aber auch für optische CPU-Schnittstellen."

        Ich lese da im Netz von verschiedenen [Ins Forum, um diesen Inhalt zu sehen]:

        entweder kann man nur den Interposer auf Si-Glas umstellen und den auf den üblichen organischen PCB flanschen, oder man ersetzt den Interposer und das "Package" in einem. Was ist jetzt das "Package" schon wieder?

        Und dann ist da drunter wieder ein PCB ... oder auch nicht ...

        Interposer gibt es organisch oder auch auf Slicium-Basis. Was ersetze ich denn nu genau mit dem Glas?
        Und warum steht in der Überschrift dann "Glas statt Silicium" und im Artikel wieder "organisches Stubstrat"?

        Sehr verwirrend. Und die Meldung von PCGH schmeisst einiges im gleichen Satz (oder der Überschrift dazu) durcheinander.

        organische PCBs oder organische substrate haben nix mit Silicium. Also passt dazu "Glas statt Silicium" nicht.
        Wenn es um Silicium-Interposer (also Silicium-Chip-Strukturen mittels gröberen Belichtungsprozess) geht, dann stimmt die Überschrift, aber die erwähnten Vorzüge und Weg von organisch stimmt wieder nicht.
        Das Bild in Intels Folien zeigt auch nur, wie ein organisches Substrate durch Glas ersetzt wird. Nix von Glas statt Silicone ...
        Beides gleichzeitig in einem Atemzug zu erwähnen, verwirrt hier sehr.

        Glasinterposer auf (vermutlich organischem) IC Substrate auf (oragnischem) PCB <- ersetzt genau was jetzt? einen organischen Interposer oder einen Silicium-Interposer?

        Glas-Interposer mit mehrschichtigen Kupfbahnen vs organischem Interposer und mehrscichtigen Kupferbahnen <- wo war jetzt da das Silicium?

      • Von Schnitzelnator Software-Overclocker(in)
        Zitat von Tiavor
        Also wenn ich das richtig verstehe, hier wird nicht das Silizium vom Chip ersetzt, sondern der organische (Epox+Glasfaser) PCB den man in den Sockel steckt.
        HAHA - Ich hab erst gerade die Überschrift gelesen
        Jetzt ist mir klar, warum hier so viel Verwirrung herrscht.
      • Von Tiavor PC-Selbstbauer(in)
        Also wenn ich das richtig verstehe, hier wird nicht das Silizium vom Chip ersetzt, sondern der organische (Epox+Glasfaser) PCB den man in den Sockel steckt.

        edit: nvm, andere Kommentare oben waren schneller.

        Könnte man dann alles in einer Maschine dann fertigen? (also eher am selben Fließband)

        Es hört sich auch an wie dass die meschanisch stabiler sind wie bisherige PCBs. Glas an sich hört sich ja erstmal fragiler an. aber wenn ich bedenke wie stark Gorilla Glas z.B. ist, wird das schon gut möglich sein.
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