Na Conferência de Comunicações de Fibra Óptica deste ano (OFC 2026), o primeiro lote de protótipos de chips (modelos) usando substratos de núcleo de vidro e integrando óptica co-embalada (CPO) foi revelado publicamente pela primeira vez, permitindo que o mundo exterior experimentasse intuitivamente as possíveis formas de embalagem de futuros chips de alto desempenho e inteligência artificial pela primeira vez. Fotos tiradas por Ian Cutress de More Than Moore no local mostram que esses protótipos pertencem a embalagens ópticas ativas (AOP) usando substratos de núcleo de vidro e são usados principalmente para demonstrar a direção técnica da rota de empacotamento de alta potência de computação da próxima geração.
A julgar pelas imagens da tela, desta vez há duas soluções de substrato em exibição: uma é baseada em um substrato cerâmico e a outra usa um substrato com núcleo de vidro transparente. Este último tem um efeito óbvio de transparência devido às características do material, enquanto os substratos cerâmicos e orgânicos tradicionais geralmente apresentam uma aparência marrom-púrpura ou verde. Nesta amostra de substrato de vidro, você pode ver quatro chips de computação, quatro pacotes DRAM e oito chips menores distribuídos nela. Os oito pequenos chips amarelos localizados na borda do substrato são as interfaces ópticas compactadas mais atraentes de toda a solução.
Essas interfaces ópticas compactadas são consideradas uma das principais tecnologias para promover a evolução dos futuros chips de IA e computação de alto desempenho (HPC). A ideia central é usar transceptores ópticos no mesmo pacote para converter sinais elétricos em sinais ópticos, reduzindo assim a dependência de interconexões de cobre para transmissão de dados de longa distância e alta velocidade. Com a maturidade da tecnologia fotônica de silício, espera-se que a interconexão interna dos data centers alcance um salto significativo na largura de banda e na taxa de transmissão, mudando as ideias de design de arquitetura de rede dos data centers de IA existentes. Atualmente, a NVIDIA e a AMD também estão desenvolvendo ativamente soluções ópticas em conjunto, e os produtos relacionados estão planejados para serem lançados entre 2027 e 2028.
O próprio substrato do núcleo de vidro atraiu gradualmente grande atenção da indústria nos últimos anos. Comparado com substratos orgânicos tradicionais, considera-se que apresenta vantagens óbvias em muitos aspectos. Impulsionada pelo “superciclo” da IA, a capacidade de produção de substratos orgânicos para embalagens de alta qualidade continua restrita. A Ajinomoto, um dos principais fornecedores, anunciou um aumento no preço dos substratos ABF e espera que a oferta e a procura apertadas continuem até 2027. Isto forçou ainda mais a cadeia da indústria a encontrar novos transportadores de embalagens com maior densidade e maior desempenho. Neste contexto, os substratos de vidro são considerados uma das potenciais soluções convencionais da próxima geração.
De acordo com as informações exibidas no local, a Intel enfatizou que o substrato do núcleo de vidro é semelhante ao silício nas propriedades do material, tem melhor estabilidade dimensional e capacidade de expansão e é mais propício para manter largura e espaçamento de linha confiáveis e precisão de alinhamento entre camadas em embalagens de grande porte. As autoridades afirmam que se espera que o substrato do núcleo de vidro tenha uma densidade de interconexão 10 vezes maior que a dos substratos orgânicos existentes, possa acomodar mais matrizes na mesma área de embalagem e alcance uma integração mais estreita com tecnologias de interconexão óptica, como a óptica de co-embalagem. Além disso, o substrato de vidro tem a forma de um wafer retangular, que apresenta grandes expectativas em termos de utilização de área e rendimento em comparação com os wafers circulares tradicionais.
A indústria está geralmente preocupada com o quão longe esta tecnologia está do uso comercial em larga escala. A Intel já havia declarado publicamente que está avançando na rota de substituição de materiais de embalagem orgânicos por substratos de vidro. Os seus parceiros, como a Amkor, uma subsidiária da ASE, também revelaram que as tecnologias relacionadas deverão estar prontas para produção em massa em cerca de três anos. Nesse ritmo, espera-se que o primeiro lote de chips comerciais utilizando substratos com núcleo de vidro entre 2029 e 2030.
De uma perspectiva temporal, o ciclo de desenvolvimento tecnológico de cerca de três anos não é longo na indústria de semicondutores. Uma vez que o substrato de vidro realize sua densidade de interconexão e vantagens de integração atualmente reivindicadas na produção em massa real, espera-se que ele se torne um peso-chave em uma nova rodada de competição de embalagens de alta qualidade. Para a Intel, se esta rota de embalagem for implementada com sucesso, a atratividade do seu negócio de fundição nas áreas de IA e chips de computação de alto desempenho também poderá aumentar significativamente, fortalecendo ainda mais o seu posicionamento de mercado como um dos "principais centros de produção na era da IA".