Immagine: Intel

Intel ha ottenuto negli Stati Uniti un brevetto che descrive un modo insolito di integrare microLED direttamente all'interno del package di un processore. La tecnologia prevede l'inserimento di minuscoli elementi luminosi in un substrato di vetro insieme al circuito integrato, consentendo di illuminare scritte sulla superficie della CPU, visualizzare informazioni diagnostiche o aggiungere elementi estetici direttamente nel chip. Il brevetto, intitolato IC Package with Micro LEDs e identificato come US 12,733,303 B2, era stato depositato da Intel nel 2022 ed è stato recentemente concesso dall'ufficio brevetti statunitense. La documentazione descrive un'architettura di confezionamento in cui uno o più microLED vengono associati a un chip semiconduttore e incorporati almeno parzialmente in un substrato di vetro.

Al centro della soluzione vi è l'impiego delle cosiddette connessioni passanti nel vetro, note come TGV (Through-Glass Via). Questi collegamenti attraversano il substrato e permettono di fornire alimentazione e segnali elettrici ai microLED integrati nel pacchetto. Il sistema collega poi il tutto al substrato del processore, che a sua volta comunica con la scheda madre. Il chip può essere incorporato solo in parte nel substrato di vetro oppure essere completamente inglobato al suo interno; il vetro agisce anche da finestra, consentendo alla luce generata dai microLED di essere visibile all'esterno del pacchetto.

Uno degli utilizzi esplicitamente menzionati nella documentazione riguarda l'illuminazione di scritte direttamente sulla CPU. Intel indica che il processore potrebbe azionare i microLED per mostrare visivamente particolari operazioni in corso oppure semplicemente per produrre effetti estetici. Il testo del brevetto cita esplicitamente la possibilità di «illuminare parole sulla superficie di un'unità centrale di elaborazione». Le applicazioni non si limitano tuttavia all'aspetto estetico. La società suggerisce che i microLED possano essere impiegati come indicatori diagnostici integrati, capaci di segnalare attività o risultati di test elettrici eseguiti direttamente all'interno del pacchetto. In questo modo la componente luminosa assumerebbe una funzione pratica oltre che decorativa.

La tecnologia descritta supporta emissioni luminose nei colori rosso, verde e blu. Il brevetto specifica che i microLED possono utilizzare strutture a nanofili per produrre luce RGB, aprendo la strada a effetti multicolore e a una maggiore flessibilità nelle modalità di visualizzazione. La procedura produttiva prevede diverse fasi. Le cavità per i chip e i fori passanti vengono realizzati nel vetro mediante incisione assistita da laser e successiva lavorazione chimica. In seguito si procede alla deposizione del rame per creare le connessioni TGV, quindi i chip contenenti i microLED vengono inseriti all'interno delle cavità predisposte. Infine, strati di nitruro di silicio collegano il substrato di vetro ai substrati del pacchetto posti sui due lati della struttura.

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La documentazione descrive inoltre diverse varianti costruttive. I chip possono essere posizionati con orientamenti differenti e possono essere integrati riflettori o micro-specchi destinati a indirizzare la luce verso l'esterno attraverso il substrato di vetro. Tali configurazioni ampliano le possibilità di progettazione dell'insieme. Il brevetto si inserisce nel più ampio programma di sviluppo dei substrati in vetro portato avanti da Intel da oltre un decennio. L'azienda studia questa tecnologia come possibile alternativa ai tradizionali substrati organici e negli ultimi anni ha mostrato diversi prototipi e campioni ingegneristici destinati a dimostrarne la fattibilità nelle applicazioni ad alte prestazioni.

Tra i vantaggi attribuiti ai substrati in vetro figurano una maggiore stabilità dimensionale, una migliore planarità e una densità di interconnessioni potenzialmente molto superiore rispetto alle tecnologie convenzionali. Intel ha indicato in passato che questa piattaforma potrebbe consentire una densità di collegamenti fino a dieci volte superiore rispetto a quella ottenibile con substrati organici. Come avviene frequentemente nel settore dei semiconduttori, il deposito e la concessione di un brevetto non implicano necessariamente l'arrivo di un prodotto commerciale. La documentazione offre però uno sguardo sulle direzioni di ricerca perseguite da Intel nell'evoluzione dei pacchetti avanzati per processori, in particolare nell'ambito dei substrati in vetro e dell'integrazione di componenti optoelettronici direttamente all'interno del package.

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