Intel coi thủy tinh là vật liệu quan trọng trong cuộc đua cung cấp sức mạnh cho AI

Theo các nhà nghiên cứu của Intel, khi các bộ xử lý trở nên lớn hơn và phức tạp hơn, khả năng giao tiếp với phần còn lại của máy tính sẽ trở thành một điểm tắc nghẽn. Tập đoàn Mỹ cho biết chất nền bằng thủy tinh nằm giữa chip và các bộ phận kết nối là câu trả lời cho thách thức này.

Với Intel, công ty tiên phong trong lĩnh vực chip nhưng đang phải bám đuổi Nvidia (hãng chip có giá trị lớn nhất thế giới) để giành lấy ánh đèn sân khấu, cách tiếp cận mới là cơ hội thể hiện khả năng sáng tạo trong thế giới AI và thu hút khách hàng mới. Intel đã tăng cường chi tiêu cho nghiên cứu và phát triển (R&D) lên gần mức 18 tỉ USD mỗi năm, nhiều hơn so với các công ty cùng ngành.

Sự sáng tạo về thủy tinh của Intel đến từ các cơ sở sản xuất và nghiên cứu đóng gói, một phần ít được biết đến trong dòng công nghệ của họ. Tập đoàn có trụ sở tại thành phố Santa Clara, bang California, Mỹ đang cố gắng nâng cao vị thế, một phần trong nỗ lực rộng lớn hơn nhằm thu hút khách hàng đến với hoạt động sản xuất của mình.

Kể từ khi Intel được thành lập vào cuối những năm 1960, các nhà máy của công ty hầu như chỉ tập trung vào việc sản xuất các thiết kế nội bộ. Giờ đây, Intel đang xây dựng nhà máy chuyên sản xuất chất bán dẫn và công nghệ khác cho khách hàng bên ngoài. Đây là một trong những cuộc thay đổi lớn nhất trong lịch sử của công ty 55 tuổi này.

Pat Gelsinger, Giám đốc điều hành Intel, ngày càng đề cao khả năng đóng gói của Intel - công nghệ bao quanh chip. Theo ông, Intel đang tiến bộ trong việc thu hút khách hàng ở lĩnh vực này, ngay cả khi những hãng đó mang theo chip được sản xuất ở nơi khác.

Hoạt động kinh doanh đóng gói được coi là một cách để thu hút khách hàng, những hãng sau đó có thể nhờ Intel để đáp ứng nhu cầu sản xuất chip rộng hơn của họ. Đây là cuộc đánh cược có mức rủi ro cao. Intel đang chi hàng tỉ USD vào các nhà máy mới trên khắp thế giới với hy vọng rằng khách hàng bên ngoài sẽ giúp chúng tiếp tục hoạt động.

Sẽ chủ trì hội nghị công nghệ thường niên của Intel vào cuối tuần này, Pat Gelsinger đang cố gắng khôi phục ý tưởng rằng công ty có thể đặt ra chương trình nghị sự cho ngành công nghiệp chip trị giá 580 tỉ USD.

Với sáng kiến đóng gói bằng thủy tinh, Intel đặt mục tiêu trở thành công ty đầu tiên thương mại hóa một công nghệ đã được nghiên cứu học thuật trong nhiều năm. Nhà sản xuất chip dự đoán rằng các kỹ thuật hiện có sẽ cạn kiệt vào nửa cuối thập kỷ này, tạo ra nhu cầu cấp thiết về các giải pháp mới.

Các đường dẫn kim loại nhỏ mang dữ liệu và năng lượng giữa hàng tỉ bóng bán dẫn trên chip và phần còn lại của máy tính phải đi qua một gói bảo vệ silicon. Trong 20 năm qua, chất nền đó được làm từ hỗn hợp sợi thủy tinh và epoxy (hợp chất hoá học có tính chất dẻo, chống ăn mòn). Vật liệu này tương đối rẻ và đã trở thành một tiêu chuẩn công nghiệp.

Khi các chip bao gồm hàng chục tỉ bóng bán dẫn và hơn thế nữa, một phần được thúc đẩy bởi nhu cầu của phần mềm AI, lớp đóng gói đó đang bộc lộ những hạn chế của nó. Các bộ phận điện tử nhỏ cần được kẹp chặt với một lực tương đương với lực của gười chơi bóng bầu dục ngồi trên chúng, nếu không các điểm tiếp xúc điện sẽ không kết nối một cách chặt chẽ.

Việc tăng số lượng lỗ trên chất nền linh hoạt dẫn đến cong vênh, có thể gây mất tiếp xúc ở một số khu vực. Hỗn hợp epoxy và sợi thủy tinh cũng hạn chế khả năng thu nhỏ đường dẫn điện và dữ liệu.

Intel cho biết thủy tinh khắc phục được những vấn đề đó. Vật liệu này không bị cong vênh và cấu trúc của nó cho phép sử dụng các đường dẫn dữ liệu được cắt tinh xảo hơn. Thủy tinh có chung đặc tính hóa học với silicon mà nó hỗ trợ, nghĩa là thủy tinh sẽ giãn nở và co lại ở cùng tốc độ ở nhiệt độ cao.

Thế nhưng, đó không phải là điều chắc chắn. Trước khi phương pháp này trở nên phổ biến, Intel sẽ cần có được nguồn cung nguyên liệu rẻ hơn. Các nhà nghiên cứu Intel cần cải tiến các kỹ thuật xử lý để đề phòng đặc tính nổi tiếng nhất của thủy tinh là xu hướng dễ vỡ.

Intel có khoảng 4.200 nhân viên làm việc về kỹ thuật đóng gói, gồm cả các loại cải tiến khác tại cơ sở của họ ở thành phố Chandler, bang Arizona, Mỹ.

Intel nhận thấy những cơ hội trong sự bùng nổ được thúc đẩy bởi AI.

Là công ty Mỹ từng thống trị việc sản xuất chip PC (máy tính cá nhân), Intel nay phải vật lộn để lấy lại chỗ đứng của mình.

Thời gian qua, Intel tụt lại phía sau AMD và Nvidia, hai công ty chuyên cung cấp chip cao cấp. Song giờ đây, Intel đã nhận được một số tin tốt lành khi Jensen Huang (Hoàng Nhân Huân), Giám đốc điều hành Nvidia, cho biết ông sẵn sàng hợp tác với nhà sản xuất chip này. Hoàng Nhân Huân nói Intel có thể là một lựa chọn ngoài việc sử dụng chip do TSMC sản xuất. TSMC là nhà sản xuất chip theo hợp đồng lớn nhất thế giới, có trụ sở ở Đài Loan.

Hoàng Nhân Huân cho biết ông tin tưởng vào chuỗi cung ứng của Đài Loan và sẽ tiếp tục sử dụng chip do TSMC sản xuất bất chấp các mối đe dọa quân sự gần đây từ Trung Quốc.

Cuối tháng 5, tỷ phú 60 tuổi nói tại Đài Loan rằng việc đa dạng hóa chuỗi cung ứng là rất quan trọng với tương lai của Nvidia. Đài Loan là nơi đặt trụ sở của một số nhà sản xuất chip quan trọng.

“Nvidia có rất nhiều khách hàng phụ thuộc vào chúng tôi. Vì vậy, khả năng phục hồi trong chuỗi cung ứng là rất quan trọng với chúng tôi. Chúng tôi sản xuất ở nhiều nơi nhất có thể. Chúng tôi sẵn lòng hợp tác sản xuất với Intel. Ông Pat Gelsinger từng nói rằng chúng tôi đang đánh giá quy trình của họ. Gần đây, chúng tôi đã nhận được kết quả thử nghiệm chip trên quy trình thế hệ tiếp theo của họ và kết quả trông rất tốt”, Hoàng Nhân Huân nói tại triển lãm thiết bị điện tử Computex 2023 (Đài Loan).

Intel đang mở rộng hoạt động kinh doanh xưởng đúc chip của mình, gồm cả việc xây dựng một nhà máy mới ở bang Ohio (Mỹ).

Theo Hoàng Nhân Huân, các vấn đề về chuỗi cung ứng vẫn rất quan trọng với Nvidia. "Chuỗi cung ứng hiện tại của công ty được thiết kế cho sự đa dạng và dự phòng tối đa để chúng tôi có khả năng phục hồi”, ông nói.

Các hãng sản xuất chip theo hợp đồng cho Nvidia gồm TSMC và Samsung Electronics.

David Zinsner, Giám đốc tài chính Intel, cho biết vai trò của công ty trong ngành AI sẽ là cung cấp chip hiệu năng cao hơn cho khách hàng.

“Chúng tôi rất giỏi trong lĩnh vực tính toán hiệu năng cao. Đó là nơi chúng tôi nghĩ rằng có thể tận dụng những sản phẩm tốt nhất của mình trong xưởng đúc chip”, David Zinsner cho biết tại hội nghị của ngân hàng TD Cowen.

Ông nói thêm: “Công ty sẽ có thể thúc đẩy làn sóng AI, không chỉ ở khía cạnh sản phẩm mà còn ở phía xưởng đúc bằng cách cung cấp các wafer (đĩa bán dẫn) cho những khách hàng có sản phẩm đáp ứng thị trường AI”.