Intel vừa công bố một bằng sáng chế được nộp từ năm 2022, hé lộ một kiến trúc đóng gói IC tích hợp Micro-LED trực tiếp trên nền glass substrate.

Thiết kế này kết hợp semiconductor die, glass substrate và công nghệ Through-Glass Via (TGV), cho phép cấp nguồn trực tiếp tới các Micro-LED được tích hợp trên die. Tín hiệu và nguồn điện sau đó được định tuyến qua package substrate tới mainboard.

Micro-LED được tích hợp trực tiếp vào package

Theo bằng sáng chế, các semiconductor die được nhúng vào glass substrate. Bên trong glass substrate là các Through-Glass Via (TGV), đóng vai trò kết nối điện và cấp nguồn trực tiếp tới các Micro-LED trên die.

Thiết kế này cho phép Micro-LED trở thành một phần của package thay vì chỉ là một thành phần hiển thị độc lập.

Intel mô tả nhiều khả năng ứng dụng cho Micro-LED, bao gồm trang trí tùy biến cho các thiết bị điện tử DIY, làm đèn chỉ thị phục vụ kiểm tra điện bên trong package và tạo các ký tự phát sáng trực tiếp trên bề mặt CPU.

Như vậy, Micro-LED trong kiến trúc này có thể đảm nhiệm cả chức năng hiển thị và chỉ thị trạng thái, đồng thời tạo thêm yếu tố trực quan cho package.

Micro-LED có thể tạo màu RGB

Bằng sáng chế cũng mô tả việc sử dụng các cấu trúc nanowire trong Micro-LED để tạo ánh sáng đỏ, xanh lá và xanh dương (RGB).

Đây là một chi tiết đáng chú ý bởi thiết kế không chỉ tập trung vào việc tạo kết nối điện trong glass substrate, mà còn đưa khả năng phát sáng trực tiếp vào kiến trúc package.

TGV là thành phần quan trọng trong kiến trúc

Để xây dựng cấu trúc này, các lỗ xuyên và cavity dành cho die được tạo bên trong glass substrate bằng quá trình laser-induced etching, sau đó tiếp tục xử lý bằng chemical etching.

TGV được hình thành thông qua quá trình copper electroplating. Sau đó, các die tích hợp Micro-LED được đặt vào các cavity trong glass substrate.

Các lớp silicon nitride được sử dụng để liên kết polymer package substrate ở hai phía, hoàn thiện các kết nối theo chiều dọc phục vụ truyền tín hiệu và cấp nguồn.

Bằng sáng chế cũng đưa ra nhiều biến thể về cấu trúc, bao gồm cách bố trí die theo chiều ngang hoặc chiều dọc và khả năng tích hợp các reflector để hỗ trợ kiểm soát ánh sáng từ Micro-LED.

Intel đang mở rộng phát triển glass substrate

Bằng sáng chế Micro-LED nằm trong một hướng phát triển rộng hơn của Intel đối với công nghệ glass substrate.

Theo TrendForce, Intel đã nghiên cứu glass substrate như một giải pháp thay thế cho organic substrate từ năm 2013 và tích lũy lượng lớn tài sản trí tuệ trong lĩnh vực này. Năm 2023, Intel giới thiệu những mẫu glass substrate đầu tiên.

Các hoạt động phát triển gần đây cho thấy Intel đang tiếp tục đưa công nghệ này từ nghiên cứu sang các mẫu thử nghiệm và quy trình sản xuất tiên tiến hơn.

Mẫu glass substrate kết hợp EMIB

Tại NEPCON Japan, Intel đã trình diễn một engineering sample sử dụng thick glass core kết hợp với Embedded Multi-die Interconnect Bridge (EMIB).

Mẫu package có kích thước khoảng 78 × 77 mm và đạt khả năng dicing không gây nứt trong thử nghiệm được công bố.

Đây là một ví dụ cho thấy glass substrate có thể được kết hợp với advanced packaging như EMIB trong các package kích thước lớn.

Validation cho sản xuất khối lượng lớn

Tại ECTC 2026, Intel tiếp tục trình bày kết quả technical validation cho glass core substrate hướng tới high-volume manufacturing (HVM).

Phạm vi trình diễn bao gồm các công đoạn từ hình thành via, metallization, multilayer routing đến tích hợp optoelectronic.

Theo TrendForce, Intel đã trình diễn các cấu trúc 24 lớp không có lỗi cùng khả năng kiểm soát warpage chính xác.

Hệ sinh thái TGV tiếp tục mở rộng

Intel cũng đang mở rộng hợp tác với các doanh nghiệp trong chuỗi cung ứng glass substrate.

Một công ty con thuộc Lens Technology đã ký MOU với Intel, trong đó TGV advanced packaging được xác định là một lĩnh vực hợp tác phát triển trọng điểm.

Theo thỏa thuận, Intel cung cấp các thông số kiến trúc, hướng dẫn Design for Manufacturability (DFM) và phương pháp validation. Trong khi đó, Lens Technology đảm nhiệm các công đoạn tạo via, laser processing độ chính xác cao, metallization deposition và multilayer interconnect routing.

Lens Technology cho biết đã cung cấp các mẫu có hàng triệu via với tỷ lệ non-conduction 0 ppm cho các khách hàng Tier-1 tại Bắc Mỹ và Hàn Quốc.

Dự án glass substrate 3,3 tỷ USD tại Ấn Độ

Một bước phát triển khác là việc Intel hợp tác với 3D Glass Solutions (3DGS), một công ty công nghệ bán dẫn của Mỹ, để thúc đẩy dự án cơ sở sản xuất glass substrate tại Ấn Độ.

Dự án có tổng vốn đầu tư khoảng 3,3 tỷ USD và được thiết kế để phục vụ nhu cầu đóng gói mật độ cao, package kích thước lớn cho AI chip và các hệ thống high-performance computing (HPC).

Theo kế hoạch được TrendForce dẫn lại, cơ sở này hướng tới công suất khoảng:

70.000 glass substrates mỗi năm

50 triệu assembled units mỗi năm

Gần 13.000 advanced 3D heterogeneous integration modules mỗi năm

Các lô hàng high-volume dự kiến bắt đầu trong giai đoạn 2028–2030. Đây là công suất và kế hoạch dự kiến của dự án, không phải sản lượng thương mại hiện tại.

Glass substrate và hướng phát triển của advanced packaging

Bằng sáng chế Micro-LED cho thấy glass substrate có thể được sử dụng cho nhiều chức năng ngay bên trong package, từ kết nối điện, cấp nguồn đến tích hợp các thành phần quang học.

Trong khi đó, việc Intel kết hợp glass core với EMIB, phát triển TGV, tiến hành validation cho HVM và mở rộng hợp tác với các đối tác trong chuỗi cung ứng cho thấy công nghệ glass substrate đang được nghiên cứu ở nhiều lớp khác nhau của advanced packaging.

Khi AI chip và hệ thống HPC tiếp tục hướng tới các package lớn hơn và mật độ tích hợp cao hơn, glass substrate đang nổi lên như một trong những công nghệ được các nhà sản xuất chip và đối tác packaging theo dõi.

Bằng sáng chế Micro-LED của Intel vì vậy không chỉ đáng chú ý ở khả năng tạo hiệu ứng phát sáng trên package. Nó còn cho thấy cách glass substrate có thể trở thành một nền tảng để tích hợp thêm nhiều chức năng vào kiến trúc đóng gói chip trong tương lai.

Nguồn: TrendForce -Intel Unveils Micro-LED-Based Glass Substrate Packaging Technology Patent, ngày 22/09/2026.