Samsung y Qualcomm estarían desarrollando conjuntamente una tecnología de encapsulado avanzado 2.1D basada en puentes orgánicos para interconectar varios dies dentro del mismo conjunto. El objetivo sería acercarse a las densidades obtenidas mediante soluciones con puentes de silicio, pero utilizando materiales y procesos más próximos a los empleados tradicionalmente en placas de circuito impreso.
La colaboración apunta especialmente hacia aceleradores de inteligencia artificial formados por varios chips de cálculo. Samsung fabricaría el encapsulado para Qualcomm, que opera como diseñador fabless, mientras los distintos dies de computación quedarían unidos mediante puentes orgánicos con varias capas de redistribución RDL. La tecnología lleva tiempo gestándose y existen patentes de Qualcomm relacionadas con este tipo de interconexiones desde 2024.
El puente orgánico sustituye al silicio como medio de interconexión
La idea guarda similitudes conceptuales con EMIB de Intel, donde pequeños puentes de silicio permiten comunicar dies vecinos sin recurrir a un enorme interposer que cubra todo el encapsulado. En este caso, Samsung y Qualcomm pretenden realizar esa conexión mediante un puente construido con materiales orgánicos, utilizando polímeros, resinas y pistas de cobre.
No se trata simplemente de colocar una pieza equivalente a una PCB entre dos chips. El puente recurrirá a varias capas RDL con conductores extremadamente finos para redistribuir las conexiones entre los diferentes dies, alcanzando una densidad muy superior a la habitual en una placa de circuito impreso convencional.
Las RDL, o capas de redistribución, permiten reorganizar las conexiones procedentes de cada die y dirigirlas hacia puntos concretos del encapsulado. Reducir la anchura y separación de las pistas permite aumentar la cantidad de señales por unidad de superficie, mientras el ancho de banda final dependerá también del diseño eléctrico y del protocolo empleado entre los chips.
La ventaja buscada está en evitar parte de la complejidad asociada a fabricar estas estructuras directamente sobre silicio. Un puente orgánico podría reducir costes y aprovechar procesos más próximos a la fabricación avanzada de sustratos, manteniendo al mismo tiempo una densidad suficientemente elevada para comunicar grandes dies de computación.
Samsung apunta a pistas de solo 1,5 a 2 micrómetros
El objetivo técnico resulta especialmente exigente para una estructura orgánica. La alianza pretende alcanzar anchuras de pista y separaciones de aproximadamente 1,5 a 2 micrómetros, cifras muy alejadas de las dimensiones habituales de una PCB convencional y mucho más próximas al terreno del encapsulado avanzado de semiconductores.
Las microvías utilizadas para comunicar las diferentes capas tendrían un tamaño previsto de entre 4 y 5 micrómetros, mientras la densidad de conexiones entre dies se situaría entre 500 y 1.000 por milímetro. Son objetivos de desarrollo y no deben interpretarse todavía como especificaciones de un producto ya fabricado en volumen.
Samsung integraría varias de estas capas RDL dentro de un encapsulado FCBGA, utilizando el puente orgánico como elemento de interconexión de alta densidad entre los chips. La estructura combinaría un sustrato convencional con zonas de conexión mucho más densas, concentradas precisamente donde los dies necesitan comunicarse directamente.
Este planteamiento evita que todo el encapsulado tenga que fabricarse con la misma precisión extrema. La mayor densidad se concentraría alrededor de las interconexiones die-to-die, mientras otras zonas podrían continuar utilizando estructuras menos exigentes y potencialmente más económicas.
Qualcomm quiere utilizarlo en aceleradores de IA con varios dies
Qualcomm estaría especialmente interesada en esta tecnología para construir aceleradores de IA formados por varios dies capaces de funcionar como una única unidad lógica, conectando diferentes bloques de cálculo sobre una misma superficie mediante estos puentes orgánicos.
El enfoque encaja con la tendencia de dividir procesadores cada vez mayores en bloques especializados. Fabricar un único die monolítico enorme puede elevar costes y reducir el número de chips aprovechables por oblea, mientras separar el diseño permite combinar varios dies más pequeños dentro del mismo encapsulado y mejorar potencialmente el aprovechamiento del silicio.
Pero dividir el chip traslada parte del problema hacia la interconexión. Los dies necesitan intercambiar grandes cantidades de información con latencias muy bajas, por lo que la comunicación interna debe ofrecer suficiente densidad y ancho de banda, evitando que la separación física entre bloques se convierta en un cuello de botella.
Ahí entra precisamente el encapsulado 2.1D. Si Samsung consigue acercarse a la densidad de soluciones basadas en silicio utilizando materiales orgánicos, Qualcomm podría disponer de una vía potencialmente más económica para escalar aceleradores mediante varios dies, sin depender exclusivamente de fabricar chips monolíticos cada vez mayores.
La documentación relacionada con Qualcomm apunta además a patentes sobre puentes de interconexión registradas desde 2024, señal de que el concepto lleva años en desarrollo. Samsung aportaría ahora la capacidad industrial necesaria para trasladar esas ideas hacia un proceso de fabricación de encapsulado avanzado.
Otros clientes de Samsung también estarían interesados
Qualcomm no sería el único cliente estudiando esta tecnología. Según la información disponible, varios clientes de Samsung Foundry habrían mostrado interés en el nuevo encapsulado 2.1D, algo coherente con el crecimiento de IA, HPC y arquitecturas basadas en varios dies.
Para Samsung también existe una oportunidad estratégica. TSMC mantiene una posición muy fuerte en encapsulado avanzado para inteligencia artificial, mientras Intel dispone de tecnologías como EMIB. Desarrollar un puente orgánico de alta densidad permitiría a Samsung ampliar su oferta más allá de fabricar el propio silicio y competir también en una etapa cada vez más crítica del diseño de aceleradores.
Conviene separar esta colaboración de las recientes informaciones sobre Snapdragon y el proceso SF2. El desarrollo del encapsulado 2.1D no implica que Qualcomm haya adjudicado a Samsung la fabricación de los Snapdragon 8 Elite Gen 6 a 2 nm, ya que se trata de negociaciones y tecnologías completamente diferentes.
Por ahora tampoco se han comunicado fechas de producción comercial ni productos concretos que vayan a utilizar esta solución. Lo relevante está en los objetivos técnicos: pistas de 1,5-2 µm, microvías de 4-5 µm y hasta 1.000 conexiones entre dies por milímetro, una combinación con la que Samsung y Qualcomm buscan acercar una estructura orgánica a las densidades propias del encapsulado avanzado basado en silicio.
Vía: TechPowerUp
