Lors de la conférence sur les communications par fibre optique (OFC 2026) de cette année, le premier lot de prototypes (modèles) de puces utilisant des substrats à noyau de verre et intégrant des optiques co-packagées (CPO) a été dévoilé publiquement pour la première fois, permettant au monde extérieur d'expérimenter intuitivement les formes d'emballage possibles des futures puces hautes performances et d'intelligence artificielle pour la première fois. Les photos prises sur place par Ian Cutress de More Than Moore montrent que ces prototypes appartiennent à un emballage optique actif (AOP) utilisant des substrats à noyau de verre et sont principalement utilisés pour démontrer l'orientation technique de la voie de l'emballage de puissance de calcul élevée de nouvelle génération.
À en juger par les images affichées, deux solutions de substrat sont présentées cette fois : l'une est basée sur un substrat en céramique et l'autre utilise un substrat à âme de verre transparent. Ce dernier a un effet transparent évident en raison de ses caractéristiques matérielles, alors que les substrats céramiques et organiques traditionnels ont généralement un aspect brun pourpre ou vert. Sur cet échantillon de substrat de verre, vous pouvez voir quatre puces informatiques, quatre boîtiers DRAM et huit puces plus petites réparties dessus. Les huit petites puces jaunes situées sur le bord du substrat sont les interfaces optiques co-packagées les plus attrayantes de toute la solution.
Ces interfaces optiques co-packagées sont considérées comme l’une des technologies clés pour promouvoir l’évolution des futures puces d’IA et de calcul haute performance (HPC). L'idée principale est d'utiliser des émetteurs-récepteurs optiques dans le même boîtier pour convertir les signaux électriques en signaux optiques, réduisant ainsi la dépendance aux interconnexions en cuivre pour la transmission de données à haut débit et sur de longues distances. Avec la maturité de la technologie photonique sur silicium, l’interconnexion interne des centres de données devrait permettre une augmentation significative de la bande passante et du taux de transmission, modifiant ainsi les idées de conception de l’architecture réseau des centres de données IA existants. Actuellement, NVIDIA et AMD développent également activement des solutions optiques co-packagées, et les produits associés devraient être lancés entre 2027 et 2028.
Le substrat à âme de verre lui-même a progressivement attiré une grande attention de la part de l'industrie au cours des dernières années. Par rapport aux substrats organiques traditionnels, il est considéré comme présentant des avantages évidents à bien des égards. Poussée par le « super cycle » de l'IA, la capacité de production de substrats organiques pour emballages haut de gamme reste tendue. Ajinomoto, l'un des principaux fournisseurs, a annoncé une augmentation du prix des substrats ABF et s'attend à ce que le resserrement de l'offre et de la demande se poursuive jusqu'en 2027. Cela a encore contraint la chaîne industrielle à trouver de nouveaux supports d'emballage avec une densité et des performances plus élevées. Dans ce contexte, les substrats en verre sont considérés comme l’une des solutions potentielles de nouvelle génération.
Selon les informations affichées sur le site, Intel a souligné que le substrat à noyau de verre est similaire au silicium en termes de propriétés matérielles, a une meilleure stabilité dimensionnelle et de meilleures capacités d'expansion, et est plus propice au maintien d'une largeur et d'un espacement de ligne fiables et d'une précision d'alignement inter-couches sur les boîtiers de grande taille. Les responsables affirment que le substrat à noyau de verre devrait avoir une densité d'interconnexion 10 fois supérieure à celle des substrats organiques existants, qu'il pourra accueillir davantage de puces dans la même zone d'emballage et qu'il permettra une intégration plus étroite avec les technologies d'interconnexion optique telles que l'optique de co-packaging. De plus, le substrat en verre se présente sous la forme d'une tranche rectangulaire, ce qui présente des attentes élevées en termes d'utilisation de la surface et de rendement par rapport aux tranches circulaires traditionnelles.
L’industrie s’inquiète généralement de l’éloignement de cette technologie par rapport à une utilisation commerciale à grande échelle. Intel a déjà déclaré publiquement qu'il progressait dans la voie du remplacement des matériaux d'emballage organiques par des substrats en verre. Ses partenaires, comme Amkor, une filiale d'ASE, ont également révélé que les technologies associées devraient être prêtes pour une production de masse d'ici environ trois ans. Selon ce rythme, le premier lot de puces commerciales utilisant des substrats à base de verre devrait officiellement entrer sur le marché entre 2029 et 2030.
D'un point de vue temporel, le cycle de montée en puissance technologique d'environ trois ans n'est pas long dans l'industrie des semi-conducteurs. Une fois que le substrat en verre aura atteint sa densité d'interconnexion et ses avantages d'intégration actuellement revendiqués dans une production de masse réelle, il devrait devenir un poids clé dans une nouvelle ronde de concurrence en matière d'emballage haut de gamme. Pour Intel, si cette voie de packaging est mise en œuvre avec succès, l'attractivité de son activité de fonderie dans les domaines de l'IA et des puces de calcul haute performance pourrait également augmenter de manière significative, renforçant ainsi sa position sur le marché en tant que l'un des « principaux centres de fabrication à l'ère de l'IA ».