Aby umieścić więcej HBM w chipach, Nvidia przyspiesza wdrażanie technologii szklanych płytek bazowych.

Nvidia współpracuje z przedsiębiorstwami z łańcucha dostaw, aby wprowadzić technologię podłoży szklanych, odpowiadając na coraz bardziej wyraźne ograniczenia fizyczne w zakresie rozmiaru, odprowadzania ciepła i połączeń w opakowaniach chipów AI. Jeśli nastąpi przełom technologiczny, szklane podłoża mogą umożliwić większą skalę integracji HBM, zwiększając gęstość opakowań oraz zdolność przesyłu danych w następnej generacji GPU.

Według doniesień, niemiecki producent urządzeń SCHMID ujawnił podczas prezentacji wyników za pierwsze półrocze, że współpracuje z kluczowymi przedsiębiorstwami z łańcuchów dostaw Intela, Nvidia i AMD, wspólnie rozwijając urządzenia do szklanych podłoży jądrowych. Roland Rettenmayer, dyrektor ds. strategii SCHMID, powiedział, że obecnie proces metalizacji przez przelotki w szkle (TGV) nadal napotyka przeszkody technologiczne, a certyfikacja końcowych klientów jeszcze się nie zakończyła.

CEO Nvidia, Jensen Huang, już wcześniej poczynił szeroko zakrojone działania w zakresie tej ścieżki technologicznej. Podczas spotkania z prezesem SK Group, Chey Tae-wonem, omawiali współpracę dotyczącą następnej generacji półprzewodników, w tym szklanych podłoży, a także aktywnie zachęcał TSMC do przyspieszenia rozwoju powiązanych technologii. Oznacza to, że Nvidia ocenia wykonalność wprowadzenia szklanych podłoży do następnej generacji GPU.

Szklane podłoża mają na celu przełamanie barier w opakowaniach chipów AI, z potencjałem do zwiększenia integracji HBM

Wraz ze stałym wzrostem wydajności i zużycia energii przez chipy AI, ograniczenia tradycyjnych podłoży plastikowych w zakresie odporności na wysoką temperaturę i kontroli odkształceń stają się coraz bardziej widoczne. Szklane podłoża cechują się wyższą płaskością i wytrzymałością, niższym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, mniejszym odkształceniem w wysokich temperaturach, a także doskonałymi właściwościami dielektrycznymi i niskimi stratami sygnału, dlatego są postrzegane jako potencjalne rozwiązanie dla opakowań chipów wysokiej wydajności następnej generacji.

Kolejną ważną zaletą szklanych podłoży jest zdolność do zwiększenia wymiarów opakowania. Obecnie większość chipów AI stosuje krzemową warstwę pośrednią i integruje GPU i HBM obok siebie, jednak warstwa krzemowa wykazuje ograniczenia zarówno w skalowalności rozmiarów, jak i kosztach produkcji. Szklane podłoża mogą częściowo lub nawet całkowicie zastąpić krzemową warstwę pośrednią, umożliwiając umieszczenie większej liczby chipów oraz HBM w jednej obudowie, co prowadzi do większej gęstości opakowań i skrócenia ścieżek przesyłu danych.

Dla chipów AI oznacza to możliwość integracji bardziej zaawansowanych konfiguracji HBM oraz uzyskanie wyższej przepustowości danych. HBM zwiększa przepustowość dzięki pionowemu ułożeniu wielu warstw DRAM i jest kluczowym komponentem pamięci w obecnych akceleratorach AI. Wraz z rosnącą skalą modeli i zapotrzebowaniem na moc obliczeniową, ilość HBM, którą można zmieścić w opakowaniu, staje się jednym z głównych czynników ograniczających wydajność chipów AI.

Metalizacja TGV nadal kluczowa dla produkcji masowej, komercjalizacja wciąż w toku

Jednak do masowej komercjalizacji szklanych podłoży wciąż pozostają do pokonania pewne technologiczne i certyfikacyjne bariery. SCHMID wyraźnie wskazał, że metalizacja TGV pozostaje jednym z głównych obecnych wyzwań technologicznych. Ponieważ szkło samo w sobie nie przewodzi prądu, kluczowe dla produkcji masowej jest stworzenie stabilnych, niezawodnych i umożliwiających gęste połączenia przelotek wewnątrz podłoża.

Równolegle proces certyfikacji końcowych klientów nie został jeszcze ukończony, co oznacza, że powiązane technologie wciąż są na etapie wdrażania przemysłowego. SCHMID obecnie rozwija urządzenia oraz rozwiązania wymagane do produkcji szklanych podłoży, kontynuując jednocześnie ekspansję w obszarze płyt głównych do serwerów AI oraz urządzeń do opakowań nowej generacji. Dla Nvidia oraz jej łańcucha dostaw, kluczowe dla wejścia szklanych podłoży do masowej produkcji GPU pozostają rozwój procesów produkcyjnych, niezawodność i udoskonalenie procesu certyfikacji klientów.