為了複活摩爾定律，英特爾決定用玻璃來連接配接晶片

這兩年，摩爾定律已死的說法是傳得沸沸揚揚。

但别着急釘棺材闆，因為照最近的消息來看，它可能又要活過來了。。。

讓摩爾定律複活的，不是什麼稀奇玩意兒，而是我們日常都能用到的玻璃。

最近，英特爾在官網上放出消息，說下一代先進封裝的基闆，它們打算用玻璃替代有機材料。

理由呢，不是玻璃更便宜，也不是更好看，而是他們發現用玻璃做基闆的晶片，比有機材料的性能好多了。

更直覺一點，用玻璃做晶片基闆，有這麼兩個好處：

一個是提高晶片中信号傳輸的效率，另一個是明顯提高晶片的密度，進而拉動更好的性能。

這在大模型野蠻生長、算力緊缺的現在，算是重磅利好的消息了。

英特爾官方還放出豪言，說在在 2030 年之前，它們一個封裝上的半導體就能擴充到 1 萬億個。

世超翻出摩爾定律的曲線圖，目前一個封裝的半導體極限也就 1340 億個，來自蘋果的 M2 Ultra 晶片， 1 萬億個的資料和它相比，直接将近 10 倍。

再到曲線圖上對一下，還挺符合摩爾定律的。。。

看到這裡，我猜各位差友心裡可能犯這樣的嘀咕，玻璃也不是啥罕見的材料，它真有這麼大能耐？

在回答這個問題之前，我們得先了解一下晶片基闆的基礎知識。

晶片基闆，是進行最後一步封裝的主角，用來固定上一步從晶圓切好的晶片（ Die ），基闆上固定的晶片越多，整個晶片的半導體數量自然也就越多。

打個比方，整個封裝好的晶片相當于是一個城市，如果說基闆上晶片是摩天大樓的話，那基闆就相當于是串聯起這些大樓的公共交通，半導體就是生活在大樓裡的人。

要讓半導體也就是整個城市的人更多，就隻有兩個辦法：

一個是在現有的公共交通資源下做好城市規劃，對應到晶片封裝中就是提高工藝。

另外一個就是蓋更多更高的樓，前提是城市的公共交通系統得全面更新，對應下來就是改變基闆的材料。

當然在晶片封裝發展的過程中，這兩個方法是交替來着的。

從上世紀 70 年代開始起步到現在，晶片基闆材料已經經曆了兩次疊代，最開始的晶片基闆靠引線架構來固定晶片。

英特爾 4004 晶片

英特爾 4004 晶片基闆

到了二十世紀 90 年代，因為有更好的密封性和良好的導熱性，陶瓷基闆逐漸取代了之前的金屬引線架構，在然後在 00 年代，我們現在最常見的有機材料基闆出現了。

和陶瓷基闆相比，有機材料基闆不用燒結，加工難度小，還有利于高速信号的傳輸。

是以到目前為止，有機材料基闆都被視作是晶片領域的排頭兵。

但有機材料身上也有缺點，就是它和晶片兩個材料之間的熱膨脹系數差别太大了。

溫度低還好，但隻要溫度稍微過高一點，一個變形程度很大，另外一個很小，晶片和基闆之間的連接配接就會斷開。

晶片這不就被燒壞了。。。

是以為了避免這種情況的發生，有機基闆的尺寸一般都不會太大。

尺寸小，但想要上面的半導體變多，就隻有在工藝上下功夫了，為此，業内的廠商也都使出了十八般武藝。

從原來專注于平面封裝到之後開始搞疊疊樂，也就是堆疊式封裝。

而在堆疊式封裝領域，現在也是卷出了天際，經曆了多次疊代，已經來到了最先進的矽通孔技術（ TSV ），就是讓矽晶片堆起來，然後穿孔連通。

不過現在，無論封裝技術再怎麼精進再怎麼牛，它們面對摩爾定律的發展趨勢，都已經開始捉襟見肘了。

就拿 TSV 技術來說，雖然在一定程度上它能讓半導體數量成倍增長，但同時它的技術要求也更高，更不用說成本了。

并且，下一代封裝技術的要求是：封裝尺寸要超過 120 mm* 120 mm 。

上面已經說到，由于有機基闆是類似合成樹脂的材料組成的，受熱容易彎曲。

而現在晶片的封裝設計都要求晶片個挨個地湊在一起，發熱肯定是避免不了的，想要搞更大的封裝尺寸用有機材料肯定沒戲。

這下刀就已經架在了有機基闆的頭上，反正這命是遲早得革。

怎麼革，靠誰革？

我們在開頭就已經給出了答案——玻璃。這裡的玻璃并不是說要用純玻璃做基闆，而是把之前之前基闆中類似合成樹脂的材料替換成玻璃，金屬的封邊依舊還在，類似下圖這種。

玻璃當然也不是我們日常用的那種玻璃，而是會通過調整，造出一種和矽的性質接近的玻璃。

相較于之前的有機材料，這次替換的玻璃主要看中的是它的三個性能：機械性能、熱穩定性和電氣性能。

首先是機械性能，玻璃基闆在機械強度這塊是吊打有機基闆。

玻璃在充當基闆材料時，會在上面開孔，保證信号的傳輸。

因為玻璃材料超級平整，要光刻或者封裝也更容易，是以同樣的面積下，在它上面開的孔的數量要比在有機材料上多得多。

就相當于是，在玻璃材料上建的公共交通會比在有機材料上建得更密集、線路也會更加多。

據英特爾的說法，玻璃芯通孔之間的間隔能夠小于 100 微米，這直接能讓晶片之間的互連密度提升 10 倍。

互連密度提升了，相同面積下能容納的半導體數量也就更多了。

再來是熱穩定性，玻璃基闆不容易因為溫度高而産生翹邊或者變形的問題。

萬一有個特殊情況，玻璃中也含有二氧化矽，和矽的性質接近，它們的熱膨脹系數也差不多，就算溫度過高，也是基闆上的晶片和基闆以一樣的膨脹速度一起變形。

最後就是玻璃芯獨特的電氣性能，說更準确一點其實是開孔之後的玻璃的電氣性能，它的電媒體損耗會更低，允許更加清晰的信号和電力傳輸。

這樣一來，信号傳輸過程中的功率損耗就會降低，晶片整體的效率也就自然而然被提上去了。

而這些性能綜合下來，在最後晶片上的展現就是，用玻璃芯基闆封裝的話，可放置的晶片數量比其他晶片多 50% 。

不過還有個問題，既然相較于有機基闆，玻璃基闆的性能這麼好，為什麼不早點用玻璃基闆呢？

其實不是不想用，而是要替換一個材料，可不是那麼簡單的事兒，前期摸索、中期研發、後期落地，這都是要砸錢、砸時間的。

還拿英特爾來說，它在十年前就已經開始研發玻璃芯基闆了，前前後後丢在裡面的資金少說也有十億美元。

而現在的成果也就是組裝好了一套測試工具，要實際量産玻璃芯基闆，還得等到 2026 年往後。

當然不止英特爾，整個行業内也有不少企業都在着手搞玻璃基闆的研發，畢竟玻璃取代有機材料也算是業内的一個共識。

就比如大半年前，日本的 DNP 也透露正在開發玻璃基闆，以替換掉傳統的樹脂基材，并且他們還定下一個小目标：在 2027 年之前靠玻璃基闆拿下 50 億日元的銷售額。

要說最早入局玻璃基闆的，還得是 SKC 子公司 Absolics ，甚至在去年的時候，它就已經投資了 6 億美元，打算在喬治亞州科文頓建廠了。

按照他們的規劃，不出意外今年年底，就有小批量的玻璃基闆開始生産了。

當然，在短時間内，晶片基闆市場的主流還依舊會是有機材料，畢竟技術疊代完成商業化轉身也需要一個過渡時期，技術成本、良率等等都是廠商需要解決的問題。

不過可以肯定的是，有機材料在晶片基闆的舞台上，重要性會逐漸被玻璃取代。