Samsung і Qualcomm готують органічні мости між кристалами для багаточипових AI-прискорювачів

Samsung Foundry і Qualcomm, за повідомленням TechPowerUp, формують співпрацю щодо нового способу поєднання кількох кристалів в одному корпусі. Йдеться про 2.1D-пакування з органічним мостом: тонкі провідники в матеріалах, споріднених із підкладками друкованих плат, мають передавати сигнали між окремими чипами. Для Qualcomm така технологія може стати основою багатокристальних прискорювачів штучного інтелекту. Компанії не опублікували повної офіційної специфікації та термінів серійного запуску, тому деталі поки слід розглядати як повідомлення про розробку.

Сенс мостів полягає в тому, щоб зв’язати обчислювальні кристали щільніше, ніж дозволяє звичайна велика підкладка з грубішими провідниками. Розбивання величезного чипа на кілька менших може покращити вихід придатних кристалів і дозволити масштабувати продукт, але потрібно дуже швидко передавати дані між частинами. Intel уже застосовує кремнієві мости EMIB; Samsung і Qualcomm, як повідомляється, шукають альтернативу на органічній основі з мідними лініями та полімерними матеріалами. Це не те саме, що просто склеїти чипи: головна цінність — електрична якість і щільність з’єднань.

У цьому підході використовують шари перерозподілу сигналів RDL із дуже тонкими доріжками. Заявлена ціль для ширини ліній та проміжків — по 1,5–2 мікрометри, для переходів між шарами — 4–5 мікрометрів. Повідомляється про щільність від 500 до 1000 з’єднань кристал-кристал на міліметр. Такі значення цікаві як інженерна мета, але без перевірених даних про вихід придатних корпусів, втрати сигналу, теплову поведінку й ресурс не можна стверджувати, що органічний міст уже перевершив кремнієві рішення.

Samsung планує виготовляти пакування з кількома RDL у формі flip-chip BGA. Qualcomm виступає розробником без власних фабрик, а Samsung — виробничим партнером. У публікації згадуються патенти Qualcomm щодо міжкристальних мостів із 2024 року та інтерес інших клієнтів Samsung Foundry. Патенти підтверджують тривалу інженерну роботу, але не гарантують, що технологія буде масово вироблятися в заявлених параметрах. Завдання підвищення врожайності й контролю дефектів для такого тонкого пакування залишається складним.

Для AI-прискорювачів багатокристальна архітектура має очевидний потенціал: більше обчислювальних блоків можна розмістити в одному корпусі, не покладаючись на один надвеликий монолітний кристал. Але загальна продуктивність залежить від пропускної здатності мостів, затримки між чипами, підключеної пам’яті й енергоспоживання. Якщо обмін даними між частинами надто дорогий, «єдиний» прискорювач програмно поводитиметься як кілька повільно зв’язаних пристроїв. Саме тому успішне пакування стало окремим полем конкуренції виробників чипів.

Покупцям ПК ця технологія не принесе негайного здешевлення процесорів або відеокарт. Спершу її доцільність перевірятимуть на дорогих серверних продуктах, де виграш у виході кристалів і масштабуванні може окупити складність. Надалі подібні мости теоретично можуть впливати й на споживчі чиплетні CPU та GPU, але для цього потрібні серійні результати, реальні ціни й незалежні оцінки надійності. Наразі новина важлива як сигнал: конкуренція за AI-обладнання переноситься з техпроцесу окремого кристала на конструкцію всього багаточипового корпусу.