Chipdesigns der Zukunft: AT&S stellt sich den Herausforderungen

AT&S ist ein Schlüsselakteur in der Entwicklung innovativer Technologien für die hochentwickelten IC-Substrate, die zukünftige High-End Mikrochips ermöglichen. Der österreichische Hightech-Hersteller arbeitet intensiv an der Entwicklung neuer Ideen, um die derzeitigen technologischen Hürden beim Packaging von Mikrochips zu überwinden. Wir präsentieren in unserer neuen Blogserie über die wichtigsten Forschungsprojekte von AT&S im Bereich Microchip Packaging wichtige Neuigkeiten zu Zukunftstechnologien wie Glaskernsubstraten, multifunktionalen Kernen und Ultra-High-Density-Substraten.

Obwohl das Mooresche Gesetz in den vergangenen Jahren immer wieder für tot erklärt wurde, arbeiten die Chiphersteller weiter daran, noch leistungsfähigere und effizientere Mikrochips zu entwickeln. Doch der Aufwand wird mit jeder Generation größer und die Halbleiterunternehmen arbeiten eifrig an alternativen Technologien, um ihre Miniaturisierungsbemühungen fortzusetzen und über die derzeitigen technischen Grenzen hinauszugehen. AT&S ist eine treibende Kraft bei der Suche nach effizienten Technologien der nächsten Generation und erforscht verschiedene Wege, zum Beispiel Glaskernsubstrate, multifunktionale Kerne, optische Chip-to-Chip-Kommunikation und Ultra-High-Density-Interconnects, die zukünftige High-End-Halbleiter unterstützen können.

AT&S ist stolz auf eine starke Tradition der eigenen Forschung und kühnen Innovation, mit starken F&E-Teams an mehreren Standorten und einem multinationalen Produktionsnetzwerk. Das Unternehmen ist auch Teil verschiedener öffentlich geförderter Forschungsprojekte wie des IPCEI ME/CT (Important Projects of Common European Interests on Microelectronics/Communication Technology) der EU, die eine zielgerichtete Erforschung von neuen Technologien mit konkreten Zielen ermöglicht, zum Beispiel die Entwicklung der nächsten Generation von Mikroelektronik für die Halbleiterindustrie im Rahmen des IPCEI.

Glasklare Vorteile

Da sich die Miniaturisierung von Transistoren den harten physikalischen Grenzen der Quantenmechanik nähert, konkurrieren verschiedene Konzepte für neue Chipdesigns um Marktakzeptanz. Wenn Transistoren in den Ein-Nanometer-Bereich schrumpfen, stoßen aktuelle Lösungen, die mechanische Stabilität, elektrische Verbindungen und optimales Wärmemanagement garantieren sollen, an ihre Grenzen. Zukünftige Chip-Packaging-Lösungen müssen noch kleinere leitende Strukturen nutzen, um die Halbleiter adäquat mit Energie und Daten zu versorgen. Hier kommt die Ultra-High-Density-Technologie von AT&S zum Zug.

Sobald die Miniaturisierung der Transistoren atomare Größenordnungen erreicht, werden unterschiedliche Ansätze im Chipdesign weitere Verbesserungen bei der Verarbeitungsleistung und dem Energieverbrauch garantieren. Durch die Kombination mehrerer spezialisierter Chips in einem einzigen, integrierten Rechenmodul experimentieren die Hersteller bereits mit einer vielversprechenden Idee. Diese Lösung ist jedoch mit einer Reihe neuer Herausforderungen verbunden. Eine effektive Verbindung mehrerer Chiplets auf einem einzigen Substrat erfordert schnelle und kurze Leitungen, hohe mechanische Stabilität, hervorragende Wärmeausdehnungseigenschaften und ultraglatte Oberflächen, die präzise Fertigungsprozesse ermöglichen. Hier kommt eine andere Zukunftstechnologie ins Spiel: Substrate mit Glaskern können diese Probleme lösen, und AT&S arbeitet bereits an neuen Prozessen zur Integration von Glas in bestehenden Fertigungslinien.

Multitalent Substrat

Eine weitere Möglichkeit, die Integration mehrerer Chips zu beschleunigen, ist die Umstellung von elektrischen Signalen auf optische Übertragung. AT&S entwickelt integrierte optische Schalter, die direkt neben einem Chip oder Chiplet platziert werden können, um eine ultraschnelle Übertragung und Übersetzung zwischen optischen und elektrischen Signalen zu gewährleisten. Dies ist für moderne Rechenzentren für KI und High-Performance Computing von großer Bedeutung, da es mehr Rechenleistung ermöglicht und die Energieeffizienz deutlich erhöht.

Multifunktionale Kerne sind eine weitere Neuentwicklung in der Substrattechnologie und kopieren einige der Errungenschaften, die AT&S bei der Entwicklung moderner Leiterplatten erzielt hat. Durch die Integration von aktiven und passiven Elementen zur Regulierung der Stromverteilung innerhalb eines mehrschichtigen Substrats können kürzere und effizientere elektrische Verbindungen realisiert werden, um die Kommunikation zwischen den Chips zu beschleunigen und den Energiebedarf zu senken.

Wenn Sie mehr über die neuesten Entwicklungen in der Mikroelektronik erfahren wollen, sollten Sie in den nächsten Wochen den AT&S-Blog im Auge behalten. In unserer fortlaufenden Serie von Beiträgen über Mikrochip-Innovationen powered by AT&S werden wir die oben genannten neuen Technologien näher vorstellen.