Чтобы разместить больше HBM на чипе, Nvidia ускоряет внедрение технологии стеклянных подложек

NVIDIA совместно с предприятиями цепочки поставок активно продвигает внедрение технологии стеклянных подложек, чтобы справиться с растущими физическими ограничениями упаковки AI-чипов по размеру, теплоотводу и межсоединениям. Если произойдет технологический прорыв, стеклянные подложки смогут поддерживать интеграцию HBM в большем масштабе, что повысит плотность упаковки и способность передачи данных у будущих GPU.

По сообщениям, немецкий производитель оборудования SCHMID на недавней презентации результатов за первое полугодие сообщил, что компания сотрудничает с ключевыми предприятиями в цепочках поставок Intel, NVIDIA и AMD, чтобы вместе продвигать разработку оборудования для стеклянных подложек с ядром из стекла. Главный стратег SCHMID Роланд Реттенмайер отметил, что в настоящее время процесс металлизации сквозных отверстий в стекле (TGV) по-прежнему сталкивается с технологическими барьерами, а сертификация конечными клиентами пока не завершена.

Генеральный директор NVIDIA Дженсен Хуанг ранее уже провёл множество встреч по данной технологической стратегии. Во время беседы с председателем SK Group Чхве Тхэ Воном он обсуждал сотрудничество по полупроводникам нового поколения, включая стеклянные подложки, и активно способствовал ускорению разработки соответствующих технологий компанией TSMC. Это свидетельствует о том, что NVIDIA рассматривает возможность внедрения стеклянных подложек в GPU следующего поколения.

Стеклянные подложки призваны преодолеть узкие места в упаковке AI-чипов и расширить интеграцию HBM

По мере роста производительности и энергопотребления AI-чипов, ограничения традиционных пластиковых подложек в плане термостойкости и контроля деформации становятся всё более очевидными. Стеклянные подложки отличаются большей плоскостностью и прочностью, низким коэффициентом теплового расширения, меньшей деформацией при высокой температуре, а также хорошими диэлектрическими характеристиками и низкими потерями сигнала. Благодаря этому они рассматриваются как перспективное решение для упаковки чипов нового поколения с высокой производительностью.

Ещё одним важным преимуществом стеклянных подложек является возможность расширения размера упаковки. На данный момент основные AI-чипы обычно используют кремниевый интерпозер для интеграции GPU и HBM бок о бок, но у кремниевых интерпозеров существуют ограничения по увеличению размеров и затратам на производство. Стеклянные подложки могут частично или полностью заменить кремниевый интерпозер, разместить больше чипов и HBM в одном корпусе, что повышает плотность упаковки и сокращает длину передачи данных.

Для AI-чипов это означает более крупную интеграцию HBM и увеличение пропускной способности данных. HBM посредством вертикального наращивания нескольких слоёв DRAM увеличивает пропускную способность и является важной компонентой памяти современных AI-ускорителей. По мере увеличения масштаба моделей и потребностей в вычислительной мощности количество HBM, которое может уместиться в упаковке, становится одним из ключевых факторов, ограничивающих производительность AI-чипов.

Металлизация TGV по-прежнему является критическим элементом массового производства, коммерциализация завершена не полностью

Тем не менее, для выхода стеклянных подложек на массовый рынок ещё необходимо преодолеть технологические и сертификационные этапы. SCHMID прямо отмечает, что металлизация TGV остаётся одной из основных технологических проблем на данный момент. Стекло само по себе не проводит ток, поэтому ключ к массовому производству — это создание в подложке стабильных, надёжных и способных к высокой степени межсоединений сквозных отверстий.

В то же время процесс сертификации конечными пользователями ещё не завершён, что означает, что соответствующие технологии всё ещё находятся на стадии промышленного внедрения. SCHMID в настоящее время разрабатывает необходимое оборудование и решения для производства стеклянных подложек, параллельно расширяя бизнес по материнским платам AI-серверов и оборудованию для упаковки нового поколения. Для NVIDIA и её цепочки поставок вопрос о том, смогут ли стеклянные подложки быть использованы в массовом производстве GPU, по-прежнему зависит от совершенствования производственных технологий, надёжности и успешности сертификации клиентами.