Samsung Electro-Mechanics cũng đang xúc tiến việc hợp tác phát triển công nghệ này với nhiều khách hàng khác ngoài Qualcomm.
Cầu nối hữu cơ có đặc điểm tương tự như cầu nối silicon được sử dụng trong công nghệ đóng gói EMIB (Embedded Multi-die Interconnect Bridge) của Intel, nhưng thay vì dùng silicon, nó sử dụng các vật liệu hữu cơ thường thấy trong bảng mạch in (PCB).
Theo các nguồn tin trong ngành vào thứ Hai, Samsung Electro-Mechanics và Qualcomm đã cùng nhau phát triển công nghệ cầu nối hữu cơ để ứng dụng trong quy trình đóng gói 2.1D. Hai công ty đã tiến hành phát triển và kiểm chứng công nghệ này trong hơn một năm qua. Họ đang đánh giá hiệu suất và độ tin cậy của các đế (substrate) FC-BGA (Flip-Chip Ball Grid Array) có tích hợp cầu nối hữu cơ để kết nối các chip của Qualcomm.
Được biết, Qualcomm đang cân nhắc sử dụng cầu nối hữu cơ cho các loại chip bán dẫn đa nhân (multi-die) kích thước lớn dành cho trung tâm dữ liệu. Vào tháng 10 năm 2024, công ty đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho công nghệ "Cầu nối kết nối" (Interconnect Bridge). Công nghệ này bao gồm việc nhúng một cầu nối làm từ vật liệu hữu cơ (được sản xuất riêng) vào đế đóng gói để kết nối nhiều die (chip con) lại với nhau. Qualcomm cũng đã tuyển dụng nhân sự tại Hàn Quốc vào tháng 3 để phục vụ việc phát triển công nghệ cầu nối hữu cơ.
Cầu nối hữu cơ là linh kiện dùng để kết nối nhiều die bán dẫn được tích hợp trong cùng một gói đóng gói. Nó có thể được xem như một tấm đế cực nhỏ với hệ thống mạch điện siêu mịn. Nhiều lớp mạch mịn được hình thành trên vật liệu cách điện hữu cơ thông qua quy trình tạo lớp tái phân phối (RDL). Hệ thống dây dẫn tạo ra có độ mịn cao hơn so với các mạch điện trong đế FC-BGA truyền thống, cho phép truyền tải nhiều tín hiệu hơn trên một diện tích nhỏ hơn. Công nghệ này được thiết kế nhằm tăng mật độ tín hiệu vào/ra (I/O) và băng thông giữa các die, bao gồm bộ xử lý đồ họa (GPU) và bộ nhớ băng thông cao (HBM). Nó đóng vai trò tương tự như cầu nối silicon trong công nghệ EMIB của Intel, nhưng được sản xuất trên vật liệu hữu cơ bằng quy trình chế tạo đế mạch thay vì quy trình chế tạo bán dẫn.
Samsung Electro-Mechanics hiện đang sản xuất các đế FC-BGA có các hốc (cavity) để nhúng các cầu nối hữu cơ vào đó. Công ty đang cân nhắc hai phương án cung ứng các cầu nối (bridge): tự sản xuất nội bộ và mua từ bên ngoài. Họ đang sản xuất một lượng nhỏ cầu nối hữu cơ trên dây chuyền thử nghiệm của riêng mình để đánh giá. Samsung Device Solutions R&D Japan (DSRJ) – một tổ chức nghiên cứu trực thuộc Viện Công nghệ Tiên tiến Samsung (SAIT) của Samsung Electronics – cũng đang tiến hành sản xuất các mẫu thử. Ngoài ra, Samsung Electro-Mechanics cũng đang đánh giá việc sử dụng các cầu nối hữu cơ do đối tác bên ngoài sản xuất để tích hợp vào đế đóng gói FC-BGA của mình.
Bên cạnh Qualcomm, Samsung Electro-Mechanics đang hợp tác với nhiều khách hàng khác để phát triển đế đóng gói 2.1D tích hợp cầu nối hữu cơ. Chiến lược này nhằm tránh sự phụ thuộc vào quyền sở hữu trí tuệ (IP) liên quan đến công nghệ đóng gói EMIB của Intel. Intel đã phát triển EMIB để giải quyết các thách thức về chi phí và quy trình sản xuất của tấm đệm silicon (silicon interposer) bằng cách chỉ đặt các cầu nối nhỏ tại những vị trí cần kết nối mật độ cao. Công ty này đã bắt đầu ứng dụng công nghệ vào sản xuất hàng loạt từ năm 2017 và tích lũy được các quyền sở hữu trí tuệ liên quan. Hiện nay, nhiều công ty công nghệ lớn đang xem xét sử dụng cầu nối hữu cơ như một giải pháp thay thế cho cầu nối silicon.
Công nghệ đế đóng gói 2.1D của Samsung Electro-Mechanics sử dụng các cầu nối hữu cơ với từ 5 đến 7 lớp mạch RDL được tích hợp bên trong đế FC-BGA. Công ty đặt mục tiêu giảm chiều rộng đường mạch và khoảng cách giữa các đường mạch trên cầu nối hữu cơ xuống còn 1,5–2 $\mu\text{m}$, đồng thời thu nhỏ kích thước lỗ kết nối (via) xuống còn 4–5 $\mu\text{m}$. Mật độ kết nối mục tiêu giữa các chip (die) là từ 500 đến 1.000 kết nối trên mỗi milimét.
Sự hợp tác với mảng kinh doanh gia công chip (foundry) của Samsung Electronics cũng đang thu hút nhiều sự chú ý. Sau khi Samsung Electro-Mechanics sản xuất các đế FC-BGA sử dụng cầu nối hữu cơ, bộ phận gia công chip của Samsung Electronics dự kiến sẽ đánh giá hiệu năng và độ tin cậy của gói linh kiện. Bộ phận này hiện đang phát triển các công nghệ đóng gói tiên tiến, bao gồm 2.3D Cube-E (sử dụng cầu nối silicon) và 2.3D Cube-R (dựa trên tấm đệm RDL hữu cơ). Chất nền cầu nối hữu cơ của Samsung Electro-Mechanics được kỳ vọng sẽ hỗ trợ việc mở rộng các dịch vụ đóng gói gia công chip (foundry packaging) của Samsung Electronics.