Samsung готовит крупные изменения в технологии изготовления процессоров. К 2028 году корейский гигант планирует запустить массовое производство чипов с использованием стеклянных подложек. Зачем? По словам представителей компании, чипы с ними будут менее дорогими, устойчивыми к нагреву и, возможно, мощнее. Давайте обсудим, может ли стекло стать новым стандартом в электронике и какие сложности могут возникнуть у Samsung с этим проектом.
Зачем вообще менять кремний на стекло?
Кремний десятилетиями оставался основой микроэлектроники, но его возможности постепенно приближаются к физическим пределам. Современные чипы для задач искусственного интеллекта, облачных вычислений и графики становятся все более сложными, а значит, нужны новые подходы к их компоновке. В таких конфигурациях, как 2,5D- и 3D-упаковка, используются промежуточные слои — интерпозеры. Они обеспечивают тесную интеграцию между процессорами и модулями памяти, особенно высокопропускными, HBM. Все бы хорошо, но кремниевые интерпосеры сложны в производстве, дороги и не всегда справляются с тепловыми нагрузками мощных чипов.
Samsung сделала ставку на стекло. Оно дешевле, проще в обработке, лучше переносит высокие температуры и меньше расширяется при нагреве. Стеклянные подложки могут ускорить работу с данными до 40% и снизить энергопотребление чипов на 30%. К тому же производство высокочистого кремния — процесс энергоемкий и затратный. Стекло же позволит оптимизировать затраты — особенно компаниям вроде Samsung, у которых есть собственные фабрики. Оно дает лучшую электрическую изоляцию, что снижает потери сигнала, и позволяет создавать более тонкие промежуточные слои — а значит, чипы станут еще компактнее.
В процессорах для ИИ все чаще применяется 2,5D-упаковка, где интерпосер играет роль «посредника» между чипами и обеспечивает высокоскоростную передачу данных. У традиционных кремниевых слоев низкая теплопроводность, они требуют сложной обработки, и это ограничивает их эффективность. Чтобы решить эти проблемы, Samsung исследует возможности стеклянных подложек: тестирует лазерную резку и химическое травление, чтобы получить идеально гладкую поверхность, и работает над составом стекла, чтобы оно могло выдерживать экстремальные температуры. Критически важно, чтобы стекло было совместимо с медными соединениями и памятью HBM — и в этом направлении уже есть первые успешные результаты. Тем не менее до начала массового производства необходимо точно отладить все технологические этапы — от металлизации до финальной сборки.
Насколько все это реально?
Вполне. Samsung не просто говорит о новых чипах — у компании есть конкретный план. Массовое производство процессоров со стеклянными подложками начнется к 2028 году. Вместо крупных панелей размером 510×515 мм, которые используются в других отраслях, Samsung выбрала компактные блоки 100×100 мм. Такой подход ускоряет прототипирование и упрощает адаптацию технологии, хотя в массовом производстве маленькие блоки могут быть менее эффективны, чем большие панели. Компания сотрудничает с поставщиками, включая японскую AGC, чтобы разработать стекло, способное выдерживать высокие температуры и пригодное для сверхточной микрообработки.
Пилотное производство стартует в этом году в кампусе Samsung в Чхонане, где есть линия панельного уровня (PLP). Она обрабатывает квадратные панели вместо круглых кремниевых пластин, что снижает отходы материала и упрощает масштабирование. Первые тесты покажут, как такие подложки поведут себя под нагрузками, характерными для ИИ-чипов. Samsung также работает над интеграцией стекла с другими компонентами, такими как медные соединения и память HBM, чтобы обеспечить стабильность работы чипов.
Почему именно 2028 год? Переход на стекло — сложный процесс. Samsung нужно доработать производственные линии, провести тесты и убедить клиентов, что технология готова к реальному использованию. К этому времени рынок ИИ-чипов вырастет, и новая идея может стать конкурентным преимуществом в борьбе с TSMC, которая пока не заявляла о подобных планах. Samsung также надеется, что стекло поможет снизить процент брака, с которым компания сталкивалась на своих фабриках. Успех зависит от того, насколько быстро удастся масштабировать производство и доказать стабильность технологии.
Что это значит для индустрии и пользователей?
Новинка особенно перспективна для ИИ-отрасли, где чипы должны обрабатывать огромные массивы данных в дата-центрах или облачных сервисах. Более термостойкие и компактные подложки позволят создавать процессоры, способные работать на предельных нагрузках без перегрева.
Обычные пользователи получат более мощные и надежные устройства. Смартфоны, ноутбуки и игровые консоли станут быстрее и долговечнее. Если технология снизит затраты на производство, гаджеты могут стать доступнее, а их батареи — работать дольше благодаря улучшенной энергоэффективности чипов.
Samsung стремится укрепить свои позиции в конкуренции с TSMC — лидером рынка, который удерживает преимущества за счет высокого качества производства и крупных клиентов вроде Apple и NVIDIA. Если стеклянные подложки окажутся экономически выгодными, это может привлечь новых заказчиков. Успешное внедрение стекла подтолкнет другие компании к аналогичным изменениям, что приведет к снижению цен на чипы и росту их производительности.
Аспект воздействия на природу тоже важен. Получение кремния требует большого количества энергии, это не самый «зеленый» процесс. Стекло может быть более экологичным материалом. Если Samsung успешно внедрит новую технологию, это снизит углеродный след производства и уменьшит зависимость индустрии от редких ресурсов. Плохо что ли? Хорошо!
Какие риски ждут Samsung?
Переход на стеклянные подложки — смелый, но опасный шаг. В отличие от кремния, чья надежность проверена десятилетиями, стекло в этой роли используется впервые. Пока нет уверенности, как оно поведет себя под постоянными нагрузками — особенно при многократных циклах нагрева и охлаждения, характерных для современных чипов. Долгосрочные тесты еще впереди, и от их результатов будет зависеть судьба инициативы.
Использование компактных стеклянных блоков удобно на этапе прототипирования, но при масштабировании их рентабельность может оказаться ниже, чем у крупных панелей. Это усиливает риски — особенно с учетом прошлых проблем Samsung: высокий процент брака уже стоил компании ряда крупных клиентов, включая Qualcomm. Чтобы восстановить доверие, Samsung придется не только продемонстрировать техническую надежность решения, но и убедить рынок в его готовности к массовому внедрению.
Без доказанной стабильности и предсказуемости стеклянные подложки рискуют остаться нишевым решением. Samsung предстоит вложиться в дополнительные испытания, выстроить коммуникацию с рынком и минимизировать любые сомнения. Если же технология не оправдает ожиданий, это даст конкурентам фору и замедлит внедрение.
Тем не менее уже ясно стеклянные подложки не просто эксперимент, а потенциальный прорыв в микроэлектронике. Но до этого еще предстоит преодолеть множество барьеров — от технологических до психологических. Удастся ли Samsung задуманное, покажет время.
