Lasi voi korvata tekoälysirujen heikoimman lenkin

Puolijohdesiru on vain niin hyvä kuin sen pohja. Nykyisissä tekoälykiihdyttimissä piisirut kiinnitetään orgaaniseen substraattiin, joka on käytännössä lasikuidulla vahvistettua epoksia. Tämä muovipohja on palvellut alaa vuosikymmeniä, mutta tekoälyn laskentavaatimukset ovat kasvaneet niin nopeasti, että materiaali alkaa jarruttaa kehitystä.

Eteläkorealaisen SK-konsernin tytäryhtiö Absolics on ensimmäinen yhtiö maailmassa, joka valmistaa lasipohjaisia sirusubstraatteja kaupallisessa mittakaavassa. Yhtiön tehdas Covingtonissa Georgian osavaltiossa on toimittanut näytteitä AMD:lle tammikuusta 2026 lähtien. Kyse on teknologiasta, joka lupaa parantaa sirujen suorituskykyä ja leikata datakeskusten sähkölaskua samalla kertaa.

Miksi lasi on parempi kuin muovi?

Orgaaninen substraatti taipuu ja vääristyy kuumetessaan. Ilmiö rajoittaa sitä, kuinka suuria ja monimutkaisia sirupaketteja voidaan rakentaa. Lasi käyttäytyy lämmössä huomattavasti ennustettavammin, mikä avaa oven suuremmille ja tehokkaammille piirilevyrakenteille.

Ero näkyy pinnan laadussa. Lasin pinta on jopa 5 000 kertaa sileämpi kuin orgaanisen substraatin, mikä vähentää valmistusvirheitä metallikerrosten ladontavaiheessa. Sileämpi pinta tarkoittaa tarkempia rakenteita ja parempaa saantoa tuotannossa.

Merkittävin tekninen etu on kytkentätiheys. Lasipohjaan mahtuu kymmenkertaisesti enemmän liitäntöjä neliömillimetrille kuin muovipohjaan. Tämä tarkoittaa, että samankokoiseen sirupakettiin voidaan ahtaa 50 prosenttia enemmän piisiruja. Intelin pakkausteknologian johtaja Rahul Manepalli on kutsunut lasin etuja "kiistattomiksi".

Sirujätit testaavat jo

AMD on edennyt pisimmälle lasipohjien käyttöönotossa. Yhtiö testaa Absolics:n substraatteja tulevassa MI400-sarjan tekoälykiihdyttimessä. AMD:n johtava tutkija Deepak Kulkarni on todennut, että lasi "avaa mahdollisuuden jatkaa sirupakettien kasvattamista ilman mekaanista seinää".

Intel ei jää sivustakatsojaksi. Yhtiöllä on yli 600 lasipohjaista patenttia ja miljardiluokan tutkimuslinja Chandlerissa Arizonassa. Alkuvuodesta 2025 Intel onnistui käynnistämään Windows-tietokoneen lasipohjaisella prosessorilla. Se oli merkittävä tekninen osoitus, vaikkei tuote ole vielä lähellä massatuotantoa. Tammikuussa 2026 yhtiö esitteli Japanissa ensimmäisen EMIB-tekniikalla integroidun lasipohjaisen substraatin.

Samsung ja LG Innotek ovat niin ikään kiihdyttäneet omia lasipohjaprojektejaan. Kilpailu on kovaa, koska ensimmäisenä skaalautuvan tuotannon saavuttava toimija saa merkittävän etulyöntiaseman datakeskusmarkkinoilla.

Milloin lasisiirut yleistyvät?

Absolics:n Georgian tehdas tuottaa 12 000 neliömetriä lasipaneeleja vuodessa – riittävästi 2–3 miljoonaan sirupakettiin. Yhdysvaltain hallitus on tukenut hanketta 175 miljoonalla dollarilla CHIPS Act -ohjelmasta, mikä kertoo lasipohjien strategisesta merkityksestä. Yhtiö avaa toisen tuotantolinjan Vietnamiin vuonna 2027.

Tutkimusyhtiö IDTechEx arvioi lasisubstraattien markkinan kasvavan yhdestä miljardista dollarista 4,4 miljardiin vuoteen 2036 mennessä. Ensimmäiset täysin lasipohjaiset kaupalliset tuotteet odotetaan markkinoille vuoden 2026 lopulla tai alkuvuodesta 2027, todennäköisimmin Nvidian Rubin-arkkitehtuurissa ja AMD:n MI400-sarjassa.

Yksi kiinnostava sivupolku on valopohjaiset signaalireitit. AMD:n Kulkarni on maininnut mahdollisuuden korvata kuparisia liitäntöjä valolla, mikä leikkaisi energiankulutusta entisestään. Lasi materiaalina sopii valokuituliitäntöihin huomattavasti paremmin kuin muovi.

Orgaaniset substraatit hallitsevat markkinaa vielä vuosia, eikä lasipohjien hinta ole vielä kilpailukykyinen kaikissa käyttökohteissa. Ratkaiseva tekijä on, riittävätkö energiasäästöt ja suorituskykyedut kattamaan korkeamman valmistuskustannuksen. Datakeskusten nopeasti kasvava sähkönkulutus viittaa siihen, että ainakin tekoälylaskennan huipulle lasi on tulossa jäädäkseen – ja se tarkoittaisi pienempiä sähkölaskuja pilvipalveluille ja vähemmän kuormitusta sähköverkoille aikana, jolloin tekoäly kasvattaa energiantarvetta ennätystahtia.