Um novo relatório sobre a cadeia de fornecimento sugere que a Apple está procurando ser um dos primeiros participantes no que alguns acreditam ser o próximo grande sucesso no desenvolvimento de chips: placas de circuito impresso (PCBs) feitas de substratos de vidro.
Embora isso possa não parecer empolgante, oferece a perspectiva de uma maneira totalmente nova de montar e empacotar chips, que poderia oferecer desempenho térmico muito melhor, permitindo que os processadores funcionassem com potência máxima por períodos mais longos…
Substratos de vidro podem aumentar o desempenho do chip
Os PCBs atuais são normalmente feitos de uma mistura de fibra de vidro e resina sob as camadas de cobre e solda.
O material é sensível ao calor, o que significa que as temperaturas dos chips devem ser cuidadosamente controladas por meio de estrangulamento térmico: reduzindo o desempenho do chip quando ele fica muito quente. Isto significa que os chips só conseguem manter o seu desempenho máximo durante períodos limitados, antes de voltarem a velocidades mais lentas para manter as temperaturas baixas.
Mudar para o vidro aumentaria substancialmente as temperaturas às quais a placa pode ser submetida, o que, por sua vez, significa que os chips podem aquecer mais e, portanto, manter o desempenho máximo por mais tempo.
Os substratos de vidro também são ultraplanos, permitindo uma gravação mais precisa, o que permite que os componentes sejam colocados mais próximos uns dos outros, aumentando a densidade dos circuitos em qualquer tamanho.
A Intel detém actualmente a liderança neste domínio, mas outras empresas estão a trabalhar arduamente para recuperar o atraso.
Apple em discussão com fornecedores
Digitimes relata que a Samsung está agora trabalhando nesta tecnologia e que a Apple está em discussão com vários fornecedores não identificados – com a Samsung certamente entre eles.
As subsidiárias do Grupo Samsung irão colaborar para investir na investigação e desenvolvimento de Glass Core Substrates (GCS) para agilizar a sua comercialização, visando rivalizar com a Intel, que assumiu desde cedo a liderança neste sector (…)
A Apple está supostamente em discussões com várias empresas para elaborar uma estratégia para incorporar substratos de vidro em dispositivos eletrônicos. Espera-se que a adoção de substratos de vidro pela Apple no futuro amplie significativamente o escopo das áreas de aplicação.
Fontes da indústria de semicondutores indicaram que os substratos de vidro podem se tornar um novo campo de acabamento entre as nações, atraindo a participação de fabricantes globais de dispositivos de TI e de players de semicondutores, além de fabricantes de substratos.
A Samsung está bem posicionada para trabalhar nisso, já que muitas das técnicas usadas na fabricação de monitores avançados de múltiplas camadas também são aplicáveis à fabricação de PCBs com substrato de vidro.
Potencialmente o próximo grande sucesso, mas com desafios
A razão pela qual alguns acreditam que os substratos de vidro serão a próxima grande novidade no desenvolvimento de chips é que a maior parte do progresso até agora foi alcançado através de processos cada vez menores. A Apple atualmente lidera com o chip de 3 nm no A17 Pro alimentando os modelos do iPhone 15 Pro, com planos para 2 nm e depois 1,4 nm.
Cada geração de processo sucessiva é cada vez mais difícil de alcançar, com limites físicos finais para o quão pequeno podemos ir. Com dúvidas sobre quanto tempo lei de Moore permanecerá em vigor, alguns acreditam que novos materiais são a chave para manter o ritmo de desenvolvimento à medida que começamos a atingir os limites do tamanho do processo.
No entanto, existem grandes desafios pela frente, uma vez que SemiEngenharia explica.
“Pense no vidro como um meio de obter uma densidade de interconexão muito semelhante à que você obteria com interpositores de silício”, diz Rahul Manepalli, colega e diretor de engenharia de módulos TD de substrato da Intel. “Um substrato de vidro oferece essa capacidade, mas traz problemas de integração e engenharia de interface muito desafiadores que precisamos resolver.”
Alguns desses desafios incluem fragilidade, falta de adesão aos fios metálicos e dificuldades em obter uniformidade no preenchimento, o que é crucial para um desempenho elétrico consistente. Além disso, o vidro apresenta desafios únicos para inspeção e medição, devido ao seu alto nível de transparência e aos diferentes índices de reflexão em comparação com o silício. Muitas técnicas de medição que funcionam em materiais opacos ou semitransparentes são menos eficazes em vidro. Por exemplo, os sistemas de metrologia óptica que dependem da refletividade para medir distância e profundidade devem se adaptar à translucidez do vidro, o que pode causar distorção ou perda de sinal, comprometendo a precisão da medição.
“Todas essas tecnologias pressupõem certa física”, diz John Hoffman, gerente de engenharia de visão computacional da Nordson Test & Inspection. “Quando você começar a mudar os substratos, a física ainda funcionará? E você pode se recuperar? Muitos de nossos algoritmos fazem certas suposições sobre a física. Esses algoritmos ainda funcionam ou teremos que criar algoritmos totalmente novos porque a física mudou?”
Foto: Informações
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