Intel richt zich opnieuw op de toekomst van chipontwerp, met een scherpe focus op het overwinnen van fysieke en kostenbeperkingen bij het vergroten van rekenkracht voor kunstmatige intelligentie (AI) en datacenters. De kern van de strategie ligt in het gebruik van geavanceerde chiplet-technologieën, waarbij het monolithische ontwerp wordt vervangen door een modulair systeem dat bestaat uit meerdere geïntegreerde modules in één pakket.
Traditioneel bepalen litografie en materiaallimieten de maximale afmetingen van een enkele chip (de retikkel). Wanneer de ontwerpgrenzen worden overschreden, wordt het fabricageproces zeer complex en kostbaar, waardoor het monolithische ontwerp onhaalbaar wordt. Intel introduceert daarom een aanpak waarbij het ontwerp wordt opgesplitst in kleinere stukken, zogenaamde ’tiles’, die binnen één pakket worden samengevoegd. Deze methode maakt gebruik van hoge snelheidsinterconnecties, zoals EMIB (Embedded Multi-die Interconnect Bridge) en Foveros 3D-bondingtechnologie, waardoor grotere en complexere systemen ontstaan zonder dat ze fysiek groter worden dan de litografische limieten.
Een belangrijke innovatie betreft de ontwikkeling van een ‘Compute Base Die’ op basis van de nieuwe 18A-PT-node, die dient als fundament voor het samenvoegen van de verschillende modules. Deze basis draait onder andere op de nieuwe lithografische technologie en maakt gebruik van achterwaartse energievoorzieningslijnen (backside power delivery) om de elektrische prestaties te verbeteren, vooral wanneer meerdere chips gestapeld worden.
Intel benadrukt ook de evolutie van interconnectietechnologieën. EMIB werd al gebruikt om chiplets binnen een pakket te verbinden zonder grote interposers, maar de nieuwe EMIB-T-variant verhoogt de bandbreedte door integratie van TSV’s (Through-Silicon Vias). Dit is cruciaal voor het snel koppelen van enorme hoeveelheden geheugen, zoals HBM (High Bandwidth Memory), aan de rekenmodules, wat essentieel is voor actuele AI-toepassingen die enorme datastromen verwerken.
Daarnaast zet Intel sterk in op Foveros Direct, dat door fijnmechanische hybrid bonding een zeer korte afstand tussen gestapelde lagen garandeert. Hierdoor kunnen systemen met meerdere chips in verticale opzet efficiënter worden opgebouwd, met minder latentie en meer interconnectiecapaciteit.
De context voor deze technologische verschuiving is de explosieve groei van AI, die het belang van geavanceerd verpakkingsproces vergroot. Het koppelen van snelle geheugenmodules en high-bandwidth connectiviteit verhoogt de prestatie en efficiëntie van AI-accelerators. Intel ziet hierin een kans om zich te positioneren als een volledige foundry-aanbieder, die niet alleen hardware levert, maar een compleet ecosysteem voor multichip-oplossingen, inclusief proces, verpakking en integratie.
Het echte succes hangt af van de tijdigheid en de betrouwbaarheid van de productie. Het implementeren van deze geavanceerde technologieën op grote schaal vereist verdere ontwikkeling van slimme fabricage- en testprocessen, evenals het aantrekken van klanten die bereid zijn te investeren in deze nieuwe aanpak. Intel heeft alvast plannen voor 18A en de daaropvolgende technologieën, maar de markt wil vooral concrete resultaten, zoals daadwerkelijke implementaties in realistische ontwerpen en massaproductie.
Voor de komende jaren wordt verwacht dat de industrie zal letten op gerichte overeenkomsten die geïntegreerde verpakkingen expliciet omvatten, demonstraties van chiplet-integratie met HBM en hoge snelheidsverbindingen, en de ontwikkeling van standaarden zoals UCIe om interoperabiliteit te ondersteunen. Als Intel erin slaagt om deze geavanceerde multichip-architectuur betrouwbaar en op grote schaal te leveren, kan dit de markt voor AI-accelerators en datacenterchips flink veranderen, doordat multichip-systemen niet langer louter een concept blijven, maar een praktische en competitieve realiteit worden.