Yapay zekâ uygulamalarının gelişmesi ve hızla benimseme kazanmasıyla birlikte bulut bilişim hizmetlerinde olduğu kadar, bu hizmetleri destekleyen en temel sektörde yani çip endüstrisinde de hızlı bir dönüşüm yaşanıyor.  Uzmanlar çok daha fazla veri yükünü çok daha hızlı işleyebilecek yarı iletken mimarileri üzerinde çalışmalarını artırırken, bu alanda devrim niteliği taşıması muhtemel bir adım çip üretiminde dünya devlerinden birisi olan Intel firmasından geldi: Modern bilgisayar çiplerinin gövdesini plastikten cama dönüştürme fikri.

Çip mimarisinde substrat olarak bilenen ve alt tabaka olarak adlandırılan bu gövde, içindeki silikon beyinleri birbirine bağlar ve korur. Intel mühendislerine göre mevcut organik alt tabakalarla karşılaştırıldığında cam çok daha verimli bir seçenek gibi görünüyor zira cam, silikon ve organik materyallere kıyasla daha düzdür (düz silikon kalıpları çok düz bir anakarta bağlamak için mümkün olduğunca pürüzsüz yüzeyler son derece önemlidir), daha serttir (sayıları her geçen gün artan küçük veri iletim kablolarını daha iyi tutabilir) ve daha güçlü bir materyaldir. Ancak alt tabakada cama geçiş farklı zorlukları da beraberinde getiriyor.

Silikondan cama geçiş hiç kolay olmadı

Intel’in Montaj Testi Teknoloji Geliştirme ekibinde büyük bir rol oynayan ve ABD’de 350’den fazla patente sahip Srini Pietambaram substrat olarak cam kullanımı üzerine uzun bir süredir çalıştıklarını ancak üstesinden gelinmesi gereken bir dizi zorluğun da karşılarına çıktığını şu sözlerle ifade ediyor: “Bu basit bir teknoloji değil. Sadece bir hammadde değişimi gibi görünse de silikon ve cam birbirinden çok ayrı fiziksel özelliklere sahip. Üstelik her şeyi çalışır hale getirmek çok fazla uyarlama gerektiriyor ve tüm alt tabaka endüstrisinin camla başa çıkabilmek için yeniden şekillendirilmesi gerekiyor.”

Pietambaram ve Intel ekibi geçtiğimiz birkaç yıl boyunca öncü teknoloji ve malzeme buluşlarının sıra dışı bir kombinasyonu üzerinde çalıştılar ve adeta camı yeniden keşfettiler. Pietambaram’a göre camın çalışmasını sağlamanın teknik tarafındaki zorluklar arasında ne tür bir camın en iyi şekilde çalıştığını bulmak; metal ve cihazların nasıl katmanlanacağını, mikroskobik deliklerin nasıl ekleneceğini ve kabloların nasıl çalıştırılacağını; ve bir bilgisayarın çalışma ömrü boyunca içinde oluşan ısı ve mekanik kuvvetlerle camın nasıl daha iyi başa çıkacağını bulmak yer alıyor.

Daha pragmatik tarafta ise kenarların çatlamaya daha az eğilimli hale nasıl getirileceği; alt tabakalarla dolu bir tabakanın nasıl kesileceği veya “tekilleştirileceği”; ve basitçe, camın bir taşıma bandından veya silindirden “sekmeden veya uçmadan” nasıl taşınabileceği ve bir fabrika içinde nasıl hareket ettirileceği karşılaşılan temel zorluklar olarak öne çıkıyor.

Cam niye bu kadar değerli, silikondan farkı ne?

Bir pakette her geçen gün daha fazla çip ve bunları birbirine bağlayan daha fazla kablo olması, artık 30. yılını yaşayan günümüzün organik plastik substrat paketi üzerinde daha fazla baskı yaratıyor. Cam alt tabakalar sadece temel işleri daha iyi yapmayı vaat etmekle kalmıyor, aynı zamanda ara bağlantı yoğunluğunda ve optik ara bağlantıların entegrasyonunda 10 kat artış potansiyeli de sunuyor.

Başka bir deyişle, cam substrat kullanımı ile dizayn edilmiş gelecekteki çipler çok daha fazla veriyi çok daha hızlı bir şekilde aktarabilir. Örneğin, bugünkünden çok daha yetenekli ve hızlı yapay zekâ uygulamaları ve oyun grafikleri hayal edin.

Pietambaram, Intel mühendislerinin cam alt tabakaları ortaya çıkarırken karşılaşıp çözdükleri yüzlerce soruna yaptığı katkılardan dolayı Intel’in 2023 Yılın Mucidi ödülünü kazandı. Başarısının temel sebebini “İhtiyacımız olan belirli bir teknoloji için ortada bir sorun veya darboğaz olduğunda, bu benim içimdeki en iyiyi ortaya çıkarıyor” şeklinde açıklayan Pietambaram “Günlerimi ve gecelerimi okuyarak, anlamaya ve bir şeyler bulmaya çalışarak geçiriyorum. Bana ilham veren şey bu. Ama takım toplantıları ve yaratıcı fikir alış verişleri de son derece önemli. Fikir üretmek işbirliğine dayalı bir çabadır” diyor.

Intel şimdiden cam substratlar için siparişler almaya başlamış durumda ve bu konudaki çalışmalarına hız kesmeden devam ediyor. Çip üreticisi, önümüzdeki on yıl içinde substrat tasarımlarının tüm sektörde tamamıyla silikon ve organik materyallerden cama yöneleceği konusunda inançlı.