TRUMPF представляет технологию лазерного охлаждения чипов UKP — скорость обработки в 5 раз выше, чем при традиционном травлении

Репортаж от Wedoany，1 сентября компания TRUMPF впервые продемонстрировала на SEMICON Taiwan 2026 новое применение сверхкороткоимпульсных лазеров (UKP), позволяющее непосредственно внутри штабелированных чипов создавать микроразмерные структуры охлаждения, что обеспечивает промышленное производство интегрированных систем охлаждения для ИИ-чипов.

По мере того как технологии передовой упаковки позволяют штабелировать или плотно соединять несколько чипов для достижения более высокой вычислительной мощности в меньшем пространстве, тепло всё больше концентрируется внутри штабелированной структуры чипов. Традиционные методы охлаждения на уровне стоек или центров обработки данных уже не могут удовлетворить потребности в отводе тепла высокомощных ИИ-чипов. Производители полупроводников включили в свои технологические дорожные карты новые решения, такие как микрофлюидное охлаждение и выравнивающие тепловые слои, что требует встраивания сверхтонких структур непосредственно в корпус чипа.

Однако такие материалы, как карбид кремния и алмаз, используемые для отвода тепла от чипов, обладают чрезвычайно высокой твёрдостью, а требуемые структуры охлаждения имеют размер всего в несколько микрометров, что делает традиционные процессы травления неспособными обеспечить одновременно качество и эффективность обработки. Сверхкороткоимпульсные лазеры TRUMPF с помощью технологии микроразмерной прецизионной абляции позволяют непосредственно на таких материалах, как карбид кремния, создавать микроканалы и столбчатые структуры, обеспечивая точный контроль угла наклона боковых стенок и геометрии, при этом ширина опорных столбиков сохраняет высокую однородность на уровне примерно 100 микрометров. По данным TRUMPF, скорость обработки этим методом как минимум в 5 раз выше, чем при травлении, при сохранении высокого качества поверхности и точной геометрии охлаждающих структур.

Кэтрин Конрад, глобальный менеджер по развитию бизнеса в области лазерных технологий для полупроводниковой отрасли компании TRUMPF, отметила, что отвод тепла станет одним из основных узких мест в развитии будущих ИИ-процессоров, и без принципиально новых концепций охлаждения рост вычислительной производительности будет трудно реализовать. Ожидается, что данная технология охлаждения на основе микроструктур выйдет на рынок уже в 2028 году вместе с архитектурой 3D-штабелирования чипов.

В тот же период TRUMPF также продемонстрировала технологию плазменного покрытия HiPIMS (магнетронное распыление с высокомощными импульсами), предназначенную для решения проблемы металлизации миллионов микрометровых сквозных отверстий в стеклянных подложках. Эта технология с помощью плазмы с высокой степенью ионизации направляет ионы металла точно внутрь микропор с высоким соотношением сторон, формируя равномерное и плотное металлическое покрытие. Пётр Лах, руководитель направления новых технологий в TRUMPF, отметил, что дефект покрытия даже в одном сквозном отверстии может привести к браку всей подложки.

Годовой доход TRUMPF от полупроводниковых технологий уже достиг примерно 1 миллиарда евро, а численность сотрудников в области исследований, разработок и сервиса по всему миру превышает 2 500 человек. Компания также планирует в течение 2 лет увеличить производственные мощности лазерных систем для EUV-литографии в 3 раза по сравнению с текущим уровнем.