Стекло, которое люди создают уже тысячи лет, скоро окажется внутри чипов для ИИ в самых современных и масштабных дата-центрах. В этом году южнокорейская компания Absolics запустит коммерческое производство особых стеклянных панелей, чтобы сделать следующее поколение вычислительной техники мощнее и экономичнее по энергии. Intel и другие фирмы тоже активно развивают это направление. При удачном развитии такая технология снизит энергозатраты высокопроизводительных чипов в дата-центрах ИИ, а со временем доберется и до ноутбуков с мобильными устройствами, если цены на производство упадут.
Суть в использовании стекла как основы — слоя, на который крепят несколько кремниевых чипов. Такой подход к упаковке чипов набирает популярность: он позволяет объединять специализированные компоненты для разных задач в единую систему. Однако возникают трудности — разогретые чипы вызывают деформацию основы, из-за чего элементы смещаются, охлаждение работает хуже, что приводит к поломкам или быстрому износу.
«С ростом нагрузок от ИИ и увеличением размеров упаковок механические ограничения сильно тормозят высокопроизводительные вычисления, — отмечает Дипак Кулкарни, старший научный сотрудник компании по разработке чипов Advanced Micro Devices (AMD). — Одно из ключевых — деформация».
Стекло лучше справляется с нагревом, чем текущие основы, и помогает делать упаковки компактнее — это ускорит работу и сэкономит энергию. «Оно позволяет расширять размеры упаковок, не натыкаясь на механические барьеры», — добавляет Кулкарни.
Переход набирает скорость. Absolics достроила в США завод исключительно для стеклянных основ под передовые чипы и рассчитывает на коммерческий запуск в этом году. Американский производитель полупроводников Intel готовит стекло для упаковок следующего поколения, что подтолкнуло к инвестициям другие компании в цепочке поставок чипов. Среди пионеров — фирмы из Южной Кореи и Китая. «Раньше уже пробовали стекло в упаковке полупроводников, — говорит Билал Хачеми, старший аналитик по технологиям и рынку в исследовательской фирме Yole Group. — Но сейчас экосистема крепче и шире, а спрос на стеклянные решения острее».
Хрупкое, но мощное
С 1990-х упаковка чипов опирается на органические основы вроде стеклоткани с эпоксидной смолой, рассказывает Рахул Манепалли, вице-президент по передовой упаковке в Intel. Электрохимические ограничения мешают ставить отверстия ближе для медных соединений сигналов и питания между чипами и системой. Плюс органика непредсказуемо сжимается и коробится при нагреве-охлаждении. «Примерно десять лет назад мы поняли: органические основы исчерпали себя», — вспоминает Манепалли.
Стекло поможет обойти многие ограничения. Благодаря термостабильности инженеры смогут делать в 10 раз больше соединений на миллиметр, чем на органике, поясняет Манепалли. С плотными связями дизайнеры Intel упаковывают на 50% больше кремниевых чипов в ту же площадь, повышая вычислительную мощь. Плотные соединения упрощают прокладку медных линий питания. А отличный теплоотвод стекла позволяет проектировать чипы с меньшим общим энергопотреблением.
«Преимущества стеклянных основ неоспоримы, — подчеркивает Манепалли. — Они заставят отрасль внедрять это как можно скорее, и мы хотим быть среди первых».
Но со стеклом свои сложности. Оно хрупкое: панели для упаковок чипов дата-центров толщиной всего 700 микрометров — 1,4 миллиметра легко трескаются или разбиваются, указывает Манепалли. Исследователи Intel и партнеров годами отрабатывали методы интеграции с другими материалами и инструментами в производство полупроводников.
Сейчас команды Intel стабильно изготавливают стеклянные панели и тестовые упаковки с ними — а в начале 2025 года запустили рабочее устройство на стеклянной основе с Windows. Это прорыв по сравнению с первыми тестами, когда каждые пару дней ломались сотни панелей, делится Манепалли.
В полупроводниках стекло уже применяют ограниченно, например, как временные опоры для пластин кремния. Но независимая фирма IDTechEx оценивает огромный рынок стеклянных основ: с $1 млрд в 2025 году до $4,4 млрд к 2036-му.
Если технология взлетит, стекло даст extras. Его поверхность может быть невероятно гладкой — в 5000 раз ровнее органики. Это устранит дефекты при нанесении металла на полупроводники, говорит аналитик IDTechEx Сяоши Хэ. Такие огрехи портят производительность чипов или делают их браком.
Стекло ускорит передачу данных. Оно проводит свет, так что дизайнеры смогут встроить в основу высокоскоростные оптические трассы. «Стекло открывает огромные перспективы для энергоэффективных вычислений ИИ, — считает Кулкарни из AMD, — ведь оптика передаст сигналы с куда меньшими энергозатратами, чем прожорливые медные пути между чипами в упаковке».
Набор оборотов
Исследования стеклянной упаковки стартовали в 2009 году в Центре исследований 3D-упаковки при Технологическом институте Джорджии. Университет объединился с Absolics, дочкой южнокорейской SKC, производителя химикатов и материалов. SKC возвела в 2024 году в Ковингтоне, Джорджия, завод для выпуска стеклянных основ, а партнерство Absolics и Джорджии получило два гранта по программе CHIPS for America от правительства США при Байдене — суммарно $175 млн.
Absolics переходит к коммерции: в этом году начнет малосерийный выпуск для клиентов. Компания лидирует в коммерциализации стеклянных основ, уверен Йонвон Ли, инженер-исследователь Джорджии, не участвующий напрямую в партнерстве с Absolics.
Завод Absolics выдает максимум 12 000 квадратных метров стеклянных панелей в год. По оценке Ли, этого хватит на 2–3 миллиона упаковок размером с GPU Nvidia H100.
Absolics не в одиночку. Ли отмечает, что крупные производители вроде Samsung Electronics, Samsung Electro-Mechanics и LG Innotek резко ускорили исследования и пилотное производство стеклянной упаковки за последний год. «Это значит, что экосистема стеклянных основ эволюционирует от одного пионера к общей гонке в промышленности», — комментирует он.
Другие фирмы берут ниши в цепочке поставок стеклянных основ. В 2025 году JNTC, изготовитель электрических коннекторов и закаленного стекла для электроники, открыла в Южной Корее завод на 10 000 полуфабрикатных панелей в месяц. Такие панели имеют просверленные отверстия для вертикальных соединений и тонкие металлические покрытия, но требуют доработки для чипов.
В прошлом году корейский завод JNTC начал принимать заказы на полуфабрикаты от фирм по основам и производителей чипов. Планируется расширение в 2026 году и новая линия во Вьетнаме в 2027-м. Такие шаги показывают, как стремительно стеклянные основы идут от прототипов к массовому производству — и сколько игроков ставят на стекло как надежную базу для вычислений и ИИ будущего.