Ny innpakning åpner for 20 GHz-prosessorer

Intel har utviklet en ny måte å pakke inn prosessorer og ordne forbindelsene med omverdenen. Metoden legger grunnlaget for 20 GHz-prosessorer om fem til seks år.

Flere amerikanske medier, blant dem ZDNet, Wall Street Journal, Associated Press og San Jose Mercury News, er blitt briefet om en ny teknologi som Intel vil presentere på fagsamlinger i henholdsvis San Jose og Montreal i dag og i morgen. Teknologien gjelder en ny måte å pakke inn prosessorer på, kalt Bumpless Build-Up Layer (BBUL). På Intels websider for halvlederforskning er det mye bakgrunnsmateriale om selve problemet - "packaging" - men i skrivende stund ennå ingenting om den nye metoden.

Innpakkingen rundt en mikroprosessor er bindeleddet mellom den og omverdenen, og tar seg av fire grunnleggende oppgaver: den forsyner mikroprosessoren med strøm, den frakter data mellom mikroprosessoren og resten av datamaskinen, den virker som fysisk beskyttelse, og den skal avlede varme.

Driftsspenning og signaler formidles til mikroprosessoren gjennom opptil 5.000 ledepunkter på prosessorens underside. Denne monteres slik at ledepunktene kommer i kontakt med hver sin ørsmå forhøyning på innpakkingen. Derfra ledes signalene gjennom innpakkingen til de karakteristiske kontaktpinnene som passer til en sokkel på datamaskinens sokkelkort eller hovedkort. Moderne prosessorer kan ha opptil 500 kontaktpinner. På toppen av innpakkingen monteres gjerne ulike typer kjøleribber.

Denne metoden vil ikke greie å følge med dagens utvikling innen halvledere, der brikkene pakkes stadig tettere med transistorer, og faktisk blir mindre selv når tallet på transistorer øker og ytelsen mangedobles. Tettere pinner og økt ytelse øker varmeutviklingen i selve innpakkingen, og åpner for signalstøy og interferens.

Den nye metoden "Bumpless Build-Up Layer" gjør av med forhøyningene. Prinsippet er i stedet at man bruker litografiske teknikker for å etse kontaktpunkter i innpakkingen, på samme måte som man framstiller selve halvlederelektronikken. I stedet for bare å ha ledepunkter på en side av mikroprosessoren, kan man ha dem på begge sider. Prosessoren nedfelles i innpakkingen, og så framstilles kontaktpunktene og kretsene i innpakkingen.

Metoden har flere fordeler. Avstanden som signalene skal krysse forminskes, slik at man kan nøye seg med mindre strøm og får lavere varmeutvikling. Problemer knyttet til støy og interferens ser ut til å elimineres, i hvert fall med klokkefrekvenser man forespeiler seg det neste tiåret. Innpakkingen vil kunne følge prosessorenes miniatyrisering, og prosessorer for mobilt utstyr vil kunne gi stadig mer ytelse uten å kreve mer plass. To eller flere prosessorer vil kunne nedfelles i samme innpakking. Etseutstyr som er for grovt til å framstille moderne prosessorer, vil kunne anvendes til å lage den nye typen BBUL-innpakkingen.

I første omgang antar Intel at BBUL-pakker fortsatt vil utstyres med kontaktpinner mot en sokkel på hovedkortet. På lenger sikt ser man for seg at også pinnene kan erstattes av etsede ledepunkter.

Det gjenstår problemer knyttet til hvordan man skal oppnå kostnadseffektiv produksjon. Intel har satt 400 ingeniører til å løse dette problemet, og regner med å ha BBUL i praktisk produksjon i løpet av fem til seks år.

Til toppen