Samsung Electro-Mechanics, ook bekend als Semco, heeft de eerste betrouwbaarheidsproeven van haar glazen substraten van 100 × 100 millimeter afgerond en is doorgegaan naar een nieuwe validatiefase met klantchips. Deze voortgang brengt het project dichter bij een van de meest veeleisende stadia van ontwikkeling: het testen van het volledige semiconductorpakket, niet alleen het substrate op zich. Het Zuid-Koreaanse bedrijf streeft ernaar om vóór het einde van 2027 een productielijn voor deze technologie op te zetten, hoewel de testen met klanten nog voltooid moeten worden en er industriële uitdagingen moeten worden overwonnen voor grootschalige productie.
De kernpunten van Samsung’s glazen substrate in 30 seconden
- Samsung Electro-Mechanics heeft de eerste betrouwbaarheidstests van haar 100 × 100 mm glazen substrate voltooid.
- De volgende fase omvat testen met klantchips om het gedrag van het volledige pakket te evalueren.
- De ontwikkelde ontwerpen bevatten meer dan 20 lagen circuits en meer dan 80 geïntegreerde passieve componenten.
- De technologie streeft naar vermindering van vervorming en verbetering van elektrische eigenschappen van pakketten, met name voor kunstmatige intelligentie (AI) versnellers.
- Het bedrijf beschikt over plannen om een productielijn in gebruik te nemen voor eind 2027, maar de marktintroductie hangt af van technische en industriële validaties.
Deze overgang vindt plaats omdat AI-versnellers en datacenter-processors steeds grotere en complexere pakketten vereisen, met meer elektrische verbindingen. In dergelijke ontwerpen moet het substrate mechanisch stabiel blijven en de elektrische eigenschappen behouden om hoge prestaties te garanderen tussen chips, geheugen en andere componenten binnen hetzelfde pakket.
Glas profileert zich als een alternatief voor de gebruikelijke organische materialen in encapsulaten. Met zijn stijfheid en stabiliteit in afmetingen kan glas helpen vervormingen onder controle te houden in grote structuren. Echter, om deze eigenschappen Industriële voordelen te laten bieden, moeten nog problemen op het gebied van fabricage, betrouwbaarheid en productie-efficiëntie worden opgelost.
Van substrate-testen naar volledige pakketvalidatie
Volgens Zuid-Koreaanse media heeft Samsung Electro-Mechanics al de eerste betrouwbaarheidstests van het substrate afgerond en wordt nu het gedrag van het complete pakket gecontroleerd nadat chips van klanten zijn gemonteerd. Het bedrijf onderhoudt ook samenwerkingsverbanden met diverse internationale partners voor verdere ontwikkeling.
Het onderscheid tussen deze twee stadia is cruciaal. Een substraat kan mechanisch en elektrisch doorstaan, maar kan problemen geven wanneer het wordt geïntegreerd in een semiconductorpakket. Montage brengt nieuwe spanningen en thermische gedragspatronen met zich mee, daarom is het essentieel om de algehele betrouwbaarheid te testen.
Validaties moeten aantonen dat de structuur haar eigenschappen behoudt onder gebruiksomstandigheden. Voor AI-systemen kunnen temperatuurwisselingen en stroomvereisten de materialen en verbindingen onder druk zetten, wat de betrouwbaarheid kan beïnvloeden.
Samsung werkt met 100 × 100 mm glazen substraten. De ontwerpen die door de Zuid-Koreaanse media worden beschreven, bevatten meer dan 20 lagen met circuits en ruim 80 passieve IPD-componenten, die onder andere stabilisatie van de voeding en signaalconditioning uitvoeren.
De oppervlakte van het substrate is eveneens belangrijk. Ter vergelijking: de encapsulatie van de NVIDIA Blackwell GPU, zoals vermeld in gespecialiseerde bronnen, meet ongeveer 81,5 × 74,8 mm. Een 100 × 100 mm substrate biedt meer ruimte, maar de dimensionale vergelijking zegt niets over prestaties of fabricagecompatibiliteit.
Het integreren van meerdere lagen en verbindingen op grote oppervlakken stelt hoge eisen aan precisie. Fabrikanten moeten de verwerking van circuits, doorboringen, metalen vullingen en de stabiliteit tijdens productie strikt controleren.
Waarom glas interessant is voor AI-chipfabrikanten
Encapsulaties verbinden semiconductorchips met het pcb en verdelen signalen en stroom. Bij conventionele processors vormen deze vaak een onderdeel van het ontwerp, maar bij samengevoegde modules met meerdere high-performance chips, geheugen en andere componenten wordt het geheel complexer.
AI-versnellers hebben deze eisen versterkt. Het toenemende aantal verbindingen en de grote pakketformaten vereisen betere controle van vervormingen en uiterst precieze circuits. Als het substraat tijdens fabricage of gebruik instabiel wordt, kunnen defecten in verbindingen en betrouwbaarheid ontstaan.
Samsung beweert dat glas voordelen biedt ten opzichte van organische materialen, vanwege de lagere thermische expansie en betere dimensionale stabiliteit. Deze eigenschappen kunnen vervormingen verminderen en leiden tot ontwerpen met hogere verbindingdichtheid. Tijdens de KPCA Show 2026 presenteerde Samsung nieuwe voortgangsresultaten met glas-substraten, samen met andere encapsulatie-technologieën voor AI-versnellers, servers en datacenters.
Toch brengt glas ook uitdagingen met zich mee. Precisiebewerking, zoals het doorboren van fragile materialen, het creëren van betrouwbare geleidingswegen en het voorkomen van scheuren tijdens verwerking, zijn cruciaal. Bovendien moeten fabricageprocessen consistent zijn en de kwaliteitscontrole streng om concurrerend te blijven.
Daarom is testen met echte chips een belangrijke sprong. Het geeft inzicht in het gedrag van een design dat dichter bij het uiteindelijke product staat, al garandeert het niet meteen dat de technologie klaar is voor grootschalige productie.
Productieplanning voor eind 2027, met nog openstaande uitdagingen
Start oktober 2023 meldt dat Samsung Electro-Mechanics voor eind 2027 een productielijn voor glazen substraten wil operationaliseren. Het bedrijf ontwikkelt de technologie samen met internationale klanten en heeft al van proefmonsters naar complete pakkettesten overgegaan.
Dit tijdspad moet worden gezien als een industriële doelstelling, geen garantie op onmiddellijke marktintroductie. Validaties, homologaties en productiesnelheden kunnen de planning beïnvloeden.
Daarnaast ondervinden ze vertragingen in modules met doorboringen via het glas, de zogeheten TGV (Through-Glass Via). In september meldde DIGITIMES dat de evaluatie van systemen van TSMC langer duurde dan vooraf verwachte, waardoor sommige leveringen werden vertraagd. De recente tests met klantchips tonen voortgang, maar betekenen niet dat alle vorige validaties definitief geslaagd zijn.
Samsung versterkt ook zijn sourcing van benodigde materialen. In november 2025 ondertekende het een memorandum of understanding met Sumitomo Chemical Group voor een joint venture die zich richt op de glas kernmaterialen. Deze samenwerking moet de toevoer van essentiële componenten voor deze technologie veiligstellen.
De concurrentie in glas-substraten is niet beperkt tot Zuid-Korea. Japanse bedrijven zoals Shinko Electric Industries en Dai Nippon Printing werken eveneens aan deze ontwikkelingen en maken vorderingen in multilagetechnologie en fabricageprocessen. De uiteindelijke winnaar wordt bepaald door prestatie, betrouwbaarheid en kostenefficiëntie.
Voor Samsung betekent de overgang naar validatie met echte chips een belangrijke stap dichter bij gebruik in praktijk. De volgende uitdaging is aantonen dat het glas-substraat de eisen van encapsulatie en massaproductie aankan en dat de fabricageprocessen stabiel en kosteneffectief blijven voor chipfabrikanten en datacenters.
Veelgestelde vragen
Wat zijn glas-substraten voor halfgeleiders?
Ze zijn encapsulatiesubstraten die glas gebruiken als kernmateriaal in plaats van de gebruikelijke organische materialen. Door hun thermische stabiliteit en nauwkeurige afmetingen zijn ze geschikt voor grote pakketten met hoge verbindingsdichtheid.
Wat test Samsung Electro-Mechanics momenteel?
Ze voltooiden de eerste betrouwbaarheidstests van 100 × 100 mm substrates en zijn nu bezig met validaties van pakketten met klantchips. Dit onderzoekt het gedrag van het geheel, niet alleen het pure substrate.
Wanneer komt de productie van glazen substraten in beeld?
Begin 2024 meldingen positioneren een doel voor een productieopstart vóór eind 2027. Dit hangt af van succesvolle validaties en industriële voorbereidingen.
Waarom zijn deze glas-substraten relevant voor AI?
AI-versnellers vereisen grote, complexe pakketten met veel elektrische verbindingen. Glas kan helpen vervormingen te beperken en de stabiliteit van afmetingen te verbeteren. De betrouwbaarheid en productie-kosten moeten echter nog worden definitief bewezen.