En la primera edición de ‘Behind the Builders’, Johanna Swan, investigadora de Intel, explica cómo el empaquetado del chip pasó de ser una utilidad básica a un “punto de inflexión real, que maximiza el rendimiento por volumen”.
Al describir la incursión de Intel en la fabricación de chips para clientes a través de Intel Foundry Services y cómo se distingue, el CEO de Intel Pat Gelsinger mencionó repetidamente que “nuestras tecnologías de prueba de empaque y ensamblaje son de clase mundial”. Gelsinger dijo a los inversores el mes pasado que “observamos un interés extremo en nuestras tecnologías de empaque” por parte de los posibles clientes de manufactura.
El empaquetado nunca ha visto tanto afecto.
Sin embargo, para Johanna Swan, el reconocimiento a largo plazo es parte de los gajes del oficio. Como directora de Investigación de Empaques y Sistemas del grupo de Investigación de Componentes de Intel, Swan señala: “Tenemos que anticipar las demandas futuras y centrarnos en lo que creemos que va a tener valor— pero van a ser más de cinco años de anticipación”.
Swan, miembro investigadora de Intel desde el año 200, es experta en tecnologías de empaquetado de electrónicos. Swan y su equipo mejoran e inventan nuevas formas en que los chips de silicio se “visten” para el trabajo, no solo para los clientes de fundición potenciales, sino también para la amplia gama de productos de liderazgo de Intel. Por definición, el empaque es la cubierta que rodea a uno o muchos chips de silicio que los protege del mundo exterior, elimina el calor, suministra energía y los conecta con el resto de la computadora.
“El empaquetado sirve para hacer conexiones externas”, explica Swan, “pero al mismo tiempo, para optimizar el desempeño de lo que está sucediendo en el interior, hasta el nivel del transistor.”
Realizar investigaciones en el Edge significa que “hay que ser súper persistente”, manifestó.
“Lleva mucho tiempo ver nuestro trabajo en el producto, así que debemos estar satisfechos con resolver los problemas interesantes y tener fe y confianza en que tendrá un impacto y marcará la diferencia.”
Llamar “una diferencia” a la evolución impulsada por los envases de Intel en el diseño y la fabricación de chips sería quedarse corto.
Nuevo punto de inflexión en la búsqueda de la Ley de Moore
“Evolucionamos de hacer todo de manera monolítica a encontrar maneras de crear productos con muchos nodos, diferentes procesos de silicio — y obtener el mayor beneficio de cada uno de esos procesos para su aplicación,” explica Swan.
La capacidad de reunir muchos mosaicos de silicio separados mediante el ensamblaje agrega, es “un punto gran punto de inflexión… un habilitador para continuar efectivamente con la Ley de Moore de una manera ligeramente distinta.”
Los fundamentos tradicionales del empaquetado — desempeño, costo y capacidad de fabricación — continúan, explica Johanna . Pero, la disponibilidad de nuevas tecnologías de empaque multidimensionales avanzadas, como el puente integrado de interconexión multichip (EMIB) de Intel y Foveros, están dando a los arquitectos de chips “estos botones interesantes para optimizar y crear un sistema.”
El modelo actual de este enfoque novedoso es Ponte Vecchio, una XPU que apila y conecta cerca de 47 mosaicos de silicio diferentes entre sí para generar un nuevo orden de magnitud en el rendimiento para la inteligencia artificial y la informática científica.
‘Qué tiene de extraordinario el empaquetado’
El siguiente fundamento del empaquetado, explica Johanna, es lo que ella llama “densificación funcional … maximizando el rendimiento por volumen.” Aun cuando el empaquetado no ha tenido un equivalente a la Ley de Moore, señala, ha avanzado en parte a través de la miniaturización.
El tamaño relativo de las conexiones y cables (interconexiones) del paquete en comparación frente a los que se encuentran en el chip de silicio “solía estar a escalas drásticamente diferentes”, señala Swan. Pero, a medida que las características de las tecnologías de empaquetado se reducen — como las interconexiones verticales de chip a chip que alcanzan tonos muy por debajo de 10 micras — “la interfaz se fusiona entre el empaquetado y lo que Intel llama el edge del silicio.”
“Ahora, repentinamente, lo extraordinario del empaquetado es que tiene el mismo tamaño de funcionalidad que los metales gigantes del borde posterior lejano de la oblea”, dice Swan.
Eso “transfiere parte de la carga de fabricación a entornos mucho más parecidos a las plantas de fabricación de microchips en la actualidad,” agrega. Pero, cuando vemos el costo total del producto, “deberíamos poder optimizarlo de manera que podamos reducir realmente los costos.”
Estos productos sofisticados conllevan una nueva serie de desafíos, apunta Swan, “pero realmente es bueno para Intel porque ya contamos con esas fortalezas.”
Esa nueva serie de desafíos persistentes mantienen a Swan centrada en las tecnologías de empaque de próxima generación durante dos décadas y continúa aumentado. “Pensé que sería interesante durante algunos años, pero el empaquetado tiene muchas disciplinas — señalización de alta velocidad y suministro de energía y problemas mecánicos y desafíos sustanciales. Hay muchos problemas realmente interesantes que resolver.”
Creando, siendo pioneros y disruptivos — cuidadosamente
“La capacidad de crear desde aquí ha sido asombrosa,” añade. “Creo que, si eres curioso y quieres resolver problemas desafiantes, Intel es un lugar magnífico y el empaquetado está despegando.”
¿En cuánto a lo que viene después? Eso sería secreto. Pero Swan dice que siempre vemos los cuellos de botella de hoy y cómo mejorarlos, además de anticiparnos a los cambios tanto en el diseño de los chips como en las necesidades de los clientes.
“Entonces, tenemos esta otra área totalmente innovadora en donde empezamos a ver una capacidad que realmente no se ha considerado. Podemos empezar a pensar en cómo podríamos hacer algo diferente en lo que nadie ha pensado todavía”.
“Nuestra prerrogativa es ser disruptivos,” señala Swan. “El arte es hacer un cambio sin cambiar todo el equipo, sin exigir toda una línea nueva. Algunas de nuestras deltas más grandes pueden ocurrir si pensamos en cómo hacer la disrupción”.
“El empaquetado es un lugar realmente extraordinario y divertido, justo en el centro de todo,” agrega. “La capacidad de diferenciar es mayor ahora de lo que ha sido desde que llegué a Intel.”