Rivoluzione nei Chip: Rapidus sfida TSMC con substrati in vetro

La giapponese Rapidus punta a rivoluzionare il mercato dei chip con una tecnologia innovativa basata sull'utilizzo di substrati in vetro. L'obiettivo è ambizioso: avviare la produzione di chip a 2nm sull'isola di Hokkaido entro il 2027, sfruttando al contempo metodi avanzati di assemblaggio dei componenti. La chiave di volta di questa strategia risiede nell'adozione di substrati in vetro di forma quadrata, con dimensioni di 600 mm, ideali per la creazione di chip multi-die.

Attualmente, TSMC, leader mondiale nella produzione di semiconduttori, utilizza substrati in silicio di forma circolare con un diametro di 300 mm. Questa scelta implica uno spreco significativo di materiale, poiché la forma rettangolare dei chip richiede il taglio di porzioni di silicio non utilizzabili. Il passaggio ai substrati quadrati in vetro da 600 mm consentirebbe a Rapidus di ridurre drasticamente gli sprechi, ottenendo fino a dieci volte più chip per substrato rispetto alla tecnologia tradizionale.

Un ulteriore vantaggio offerto dalla tecnologia di Rapidus è la possibilità di produrre substrati in vetro con una superficie superiore del 30% o addirittura del 100% rispetto ai substrati in silicio. Ciò si traduce in una maggiore densità di componenti integrabili su un singolo substrato. Il vetro, inoltre, vanta proprietà elettriche più favorevoli rispetto al silicio, contribuendo a migliorare le prestazioni complessive dei chip. Nonostante questi vantaggi, il vetro è un materiale più fragile e soggetto a deformazioni, soprattutto con l'aumentare delle dimensioni. Per superare queste sfide, Rapidus ha reclutato ex ingegneri di Sharp e di altri produttori giapponesi di pannelli LCD, sfruttando la loro esperienza nella lavorazione del vetro su larga scala. La produzione di prototipi di substrati in vetro è iniziata a giugno di quest'anno in un laboratorio nel nord del Giappone.

Intel è un altro importante player che sta investendo nella ricerca sui substrati in vetro. Tuttavia, Rapidus si dichiara avvantaggiata dalla sua posizione di newcomer nel settore, che le permette di adottare tecnologie più innovative senza essere vincolata da infrastrutture preesistenti. Mentre la produzione di chip in silicio a 2nm è prevista per il 2027, l'impiego di substrati in vetro nel processo di packaging dovrebbe iniziare nel 2028. Il governo giapponese ha stanziato circa 1 miliardo di dollari per sostenere lo sviluppo di queste tecnologie di packaging avanzato.

Attualmente, il mercato dei servizi di packaging di chip è dominato da regioni con manodopera a basso costo, come Cina (30%) e Taiwan (28%), mentre il Giappone detiene solo il 6% della quota di mercato. Rapidus punta a conquistare un vantaggio competitivo attraverso l'automazione del processo di packaging di chip avanzati, destinati in particolare al settore dell'Intelligenza Artificiale (AI). L'innovazione nei materiali e nei processi produttivi rappresenta una strategia chiave per il Giappone per riaffermare la propria leadership nel settore dei semiconduttori e competere con i giganti globali.