Para integrar más HBM en los chips, Nvidia acelera el desarrollo de la tecnología de sustratos de vidrio.

Nvidia está colaborando con empresas de la cadena industrial para impulsar la implementación de la tecnología de sustratos de vidrio, con el objetivo de afrontar las crecientes limitaciones físicas en tamaño, disipación térmica e interconexión en el encapsulado de chips de IA. Si se logra un avance tecnológico, se espera que los sustratos de vidrio permitan una integración más grande de HBM, impulsando la densidad de embalaje y la capacidad de transmisión de datos de la próxima generación de GPU.

Según informes, la empresa alemana de equipos SCHMID reveló en su reciente presentación de resultados semestrales que está cooperando con empresas clave de la cadena de suministro de Intel, Nvidia y AMD para desarrollar conjuntamente equipos de sustratos con núcleo de vidrio. Roland Rettenmayer, Chief Strategy Officer de SCHMID, afirmó que aún existen obstáculos técnicos en el proceso de metalización de orificios a través de vidrio (TGV), y la certificación por parte de los clientes finales todavía no se ha completado.

El CEO de Nvidia, Jensen Huang, ya ha entablado contactos múltiples respecto a esta ruta tecnológica. Durante su reunión con el presidente del Grupo SK, Chey Tae-won, discutió la cooperación en semiconductores de próxima generación, incluidos los sustratos de vidrio, y ha impulsado activamente a TSMC a acelerar el desarrollo de tecnologías relacionadas. Esto demuestra que Nvidia está evaluando la viabilidad de introducir sustratos de vidrio en la próxima generación de GPU.

El sustrato de vidrio apunta a superar cuellos de botella en el encapsulado de chips de IA y podría ampliar la integración de HBM

Con el aumento sostenido del rendimiento y el consumo energético de los chips de IA, las limitaciones de los sustratos plásticos tradicionales en cuanto a resistencia térmica y control de deformaciones son cada vez más notorias. El sustrato de vidrio ofrece mayor planitud y resistencia, un coeficiente de expansión térmica más bajo, menor deformación a altas temperaturas, excelentes propiedades dieléctricas y menor pérdida de señal, por lo que es considerado una solución potencial para el encapsulado de chips de alto rendimiento de próxima generación.

Otra ventaja clave es la capacidad de expansión del encapsulado. Actualmente, los principales chips de IA utilizan generalmente interposers de silicio para integrar GPU y HBM en paralelo, pero el silicio presenta limitaciones en expansión de tamaño y costos de fabricación. El sustrato de vidrio podría llegar a sustituir parcial o totalmente a los interposers de silicio, permitiendo encapsular más chips y HBM dentro de un mismo paquete, aumentando así la densidad y acortando las rutas de transmisión de datos.

Para los chips de IA, esto implica mayor capacidad de integración de HBM y un mayor ancho de banda de datos. HBM logra mayor ancho de banda apilando verticalmente múltiples capas de DRAM, y es un componente clave en aceleradores de IA. A medida que los modelos y las necesidades de potencia de cálculo crecen, la cantidad de HBM que puede albergar el encapsulado se convierte en un factor crítico para el rendimiento de chips de IA.

La metalización TGV sigue siendo clave para producción masiva; la comercialización aún no está lista

Sin embargo, aún existen retos técnicos y procesos de certificación por superar antes de la comercialización masiva de los sustratos de vidrio. SCHMID enfatizó que el proceso de metalización TGV sigue siendo uno de los principales desafíos técnicos. El vidrio no es conductor, por lo que lograr orificios internos estables y fiables, capaces de interconexión de alta densidad, es esencial para la producción a gran escala.

Por otro lado, los procesos de certificación de clientes finales aún están pendientes, lo que indica que la tecnología sigue en fase de industrialización. Actualmente, SCHMID está desarrollando los equipos y soluciones necesarios para la fabricación de sustratos de vidrio, al tiempo que amplía su oferta hacia placas base para servidores de IA y equipos de encapsulado de nueva generación. Para Nvidia y su cadena de suministro, si el sustrato de vidrio logrará implementarse a escala en la producción de GPU dependerá de avances posteriores en procesos de fabricación, fiabilidad y certificación de clientes.