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A reinvenção do chip de fora para dentro

Na primeira edição do 'Behind the Builders', Johanna Swan da Intel contou de que forma o empacotamento de chips passou de etapa rotineira no processo de fabricação a 'verdadeiro ponto de inflexão, maximizando performance por volume'.

Ao descrever a incursão da Intel na fabricação de chips para clientes por meio da nova divisão Intel Foundry Services e de que forma ela se destaca, o CEO da Intel, Pat Gelsinger, citou repetidamente “nossas tecnologias de teste de empacotamento e montagem de classe mundial”. Mês passado, Gelsinger informou aos investidores que “estamos vendo um aumento significativo no interesse pelas nossas tecnologias de empacotamento” por parte de clientes potenciais de fundição.

As tecnologias de empacotamento nunca foram tão buscadas.

Mas para Johanna Swan, o sucesso não vem à toa. Diretora da divisão Package and Systems Research do Components Research Group na Intel, Swan afirma que “precisamos antecipar as demandas do futuro e focar naquilo que acreditamos que terá valor – mas isso vai levar mais de cinco anos”.

A executiva é especialista em tecnologias de empacotamento e juntou-se à Intel em 2000, depois de passar 16 anos no Lawrence Livermore National Laboratory, com sede na Califórnia.

Swan e sua equipe são responsáveis por aprimorar e inventar novas maneiras de os chips de silício “se arrumarem” para o trabalho – não apenas para clientes de fundição em potencial, mas também para a ampla gama de produtos de liderança da Intel. Por definição, quando o assunto é empacotamento, estamos falando do invólucro em torno de um ou vários die de silício que os protege do mundo exterior, remove o calor, fornece energia e os conecta ao resto do computador.

“O empacotamento serve para realizar as conexões externas”, explica Swan. “Ao mesmo tempo, otimiza o desempenho dos processos que ocorrem na área interna, até o nível de transistor”.

Para realizar pesquisas deste nível, “é preciso ser super persistente”, afirma a executiva. “Leva muito tempo até que o seu trabalho no produto fique visível, então é preciso ficar feliz em resolver problemas relevantes e ter fé de que isso terá um impacto e fará a diferença lá na frente”.

Chamar a evolução da Intel no design e fabricação de chips alimentada por novas tecnologias de empacotamento de “um diferencial” seria um eufemismo.

Um novo ponto de inflexão na Missão da Lei de Moore

“Estamos deixando de fazer as coisas de forma monolítica a fim de encontrar maneiras de criar produtos com vários nós, diferentes processos de silício – e obter o maior retorno financeiro de cada um desses nós de processo para sua aplicação”, explica Swan.

A capacidade de juntar muitos tiles de silício individuais por meio da montagem, acrescenta ela, é “um ponto de inflexão realmente grande e que nos permite seguir a Lei de Moore de forma ligeiramente diferente”.

Os fundamentos tradicionais de empacotamento – desempenho, custo e capacidade de fabricação – estão mantidos, explica Johanna. Mas a disponibilidade de novas tecnologias de empacotamento avançado multidimensional, como a ponte de interconexão multi-die (EMIB) embutida e a tecnologia Foveros da Intel estão dando aos arquitetos de chips “esses botões interessantes para apertar e criar um sistema”.

O modelo atual dessa nova abordagem é Ponte Vecchio, a nova XPU capaz de empilhar e conectar cerca de 47 tiles de silício diferentes para fornecer uma nova ordem de magnitude em desempenho para inteligência artificial e computação científicaponte vecchio

‘O que é tão legal no empacotamento’

O próximo marco, de acordo com Johanna, é o que ela chama de “densificação funcional, maximizando a performance por volume”. Segundo a executiva, embora não exista um análogo à Lei de Moore quando o assunto é empacotamento, parte dos avanços se deve à miniaturização.

O tamanho relativo das conexões e fios (interconexões) no pacote versus aqueles encontrados na matriz de silício “costumavam estar em escalas drasticamente diferentes”, observa Swan. Mas, à medida que os recursos das tecnologias de empacotamento diminuem – como interconexões verticais die-to-die, que chegam a alturas bem abaixo de 10 mícrons – “a interface começa a se fundir com o empacotamento e o que a Intel chama de a extremidade posterior do silício”.

“Agora, de repente, o interessante do empacotamento é que ele tem o mesmo tamanho dos metais gigantes na extremidade traseira de um wafer”, explica Swan.

Assim, é possível “transferir parte da carga de fabricação para ambientes muito mais parecidos com as fábricas de hoje”, acrescenta ela. Mas quando o assunto é o custo total de produto, “devemos ser capazes de otimizá-lo de forma a realmente diminuir os custos”.

Produtos sofisticados como esse trazem consigo um novo conjunto de desafios, diz Swan, “mas isso é muito bom para a Intel, uma vez que já contamos com essas capacidades”.

O conjunto persistente de desafios manteve Swan focada nas tecnologias de empacotamento de ponta pelos últimos 20 anos – e ainda tem muito trabalho pela frente. “Pensei que seria interessante por alguns anos, mas existem várias disciplinas no empacotamento – como sinalização de alta velocidade, entrega de potência, problemas mecânicos e desafios de materiais. Temos vários problemas muito interessantes para resolver”.

Criação, pioneirismo e disrupção – de forma ponderada

“As possibilidades de criação a partir daqui são incríveis”, a executiva completa. “Acredito que, se você está curioso e deseja resolver problemas desafiadores, a Intel é um ótimo lugar e as tecnologias de empacotamento estão decolando”.

E o que vem por aí? Bom, isso ainda é segredo, mas Swan afirma que sempre olha para os gargalos de hoje na tentativa de melhorá-los, além de antecipar mudanças no design do chip e nas necessidades do cliente.

“E ainda tem essa outra área pouco explorada em que você começa a enxergar novas possibilidades que ainda não foram avaliadas. O desafio é entender como é possível fazer algo de forma totalmente diferente e inédita.”

“O principal é ser disruptivo”, diz Swan. “A arte está em fazer a mudança sem alterar todos os equipamentos, sem exigir uma linha de produção totalmente nova. Às vezes a diferença está na forma inteligente de se conduzir a disrupção”.

“A área de empacotamento é muito bacana, é o centro de tudo”, explica. “Desde que cheguei à Intel, a nossa capacidade de fazer a diferença está maior do que nunca”.

Sobre a Intel

A Intel (NASDAQ: INTC) é líder da indústria e cria tecnologias que mudam o mundo, apoiando o progresso e melhorando a vida das pessoas. Inspirados pela Lei de Moore, trabalhamos continuamente no aprimoramento do design e da fabricação de nossos semicondutores para ajudar clientes e parceiros a encontrar a melhor resposta para seus maiores desafios. Ao incorporar inteligência à nuvem, rede, borda e em todos os dispositivos de computação, fazemos com que o potencial dos dados seja realmente capaz de transformar os negócios e a sociedade. Para saber mais sobre as inovações da Intel, acesse newsroom.intel.com.br e intel.com.br.

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