Samsung Electro-Mechanics, connue sous le nom de Semco, a terminé ses premiers tests de fiabilité de ses substrats en verre de 100 × 100 millimètres et est passée à une nouvelle étape de validation avec des puces de clients. Cette avancée rapproche le projet d’une étape cruciale de développement : évaluer le comportement de l’assemblage complet d’un encapsulage semi-conducteur, et pas uniquement le substrat isolé. La société sud-coréenne vise à mettre en production cette technologie avant la fin 2027, bien que des tests avec des clients et la résolution de défis industriels liés à la fabrication à grande échelle restent encore à surmonter.

Les enjeux des substrats en verre de Samsung en 30 secondes

• Samsung Electro-Mechanics a finalisé les premiers tests de fiabilité de ses substrats en verre de 100 × 100 mm.
• La prochaine étape inclut l’intégration de puces de clients pour tester le comportement de l’assemblage complet.
• Les designs en cours de développement comportent plus de 20 couches de circuits et plus de 80 composants passifs intégrés.
• La technologie cherche à réduire la déformation et à améliorer les caractéristiques électriques des encapsulages pour les accélérateurs d’intelligence artificielle.
• La société prévoit de lancer une ligne de production avant la fin 2027, mais la commercialisation dépendra des validations techniques et industrielles.

Ce changement de cap intervient alors que les accélérateurs d’intelligence artificielle (IA) et les processeurs pour centres de données nécessitent des encapsulages de plus en plus grands, avec davantage de connexions électriques. Dans ces designs, le substrat doit préserver une stabilité mécanique et des propriétés électriques permettant de relier des puces haute performance, de la mémoire et d’autres composants dans un même package.

Le verre s’affiche comme une alternative aux matériaux organiques traditionnellement utilisés dans les substrats d’encapsulage. Sa rigidité et sa stabilité dimensionnelle peuvent contribuer à contrôler la déformation sur des structures de grande taille. Cependant, transformer ces propriétés en avantages industriels nécessite de surmonter des obstacles en fabrication, fiabilité et performance de production.

De la validation du substrat à celle de l’ensemble de l’encapsulage

Selon des informations relayées par des médias sud-coréens, Samsung Electro-Mechanics a déjà finalisé les tests initiaux de fiabilité de ses substrats et vérifie désormais le comportement de l’encapsulage une fois les puces de clients montées. La société collabore également avec plusieurs partenaires internationaux pour le développement.

La différence entre ces deux étapes est importante. Un substrat peut réussir des tests mécaniques et électriques séparés, mais présenter des problèmes lorsqu’il est intégré dans un dispositif semi-conducteur. L’assemblage introduit de nouvelles contraintes et différences de comportement thermique entre matériaux, rendant nécessaire la vérification de la fiabilité globale.

La validation doit confirmer que la structure conserve ses propriétés lorsque l’encapsulage est soumis aux conditions de fonctionnement prévues. Dans les systèmes d’IA, les variations de température et les exigences en alimentation électrique peuvent mettre à l’épreuve à la fois les matériaux et les connexions entre couches.

Samsung Electro-Mechanics travaille avec des substrats en verre de 100 × 100 mm. Les designs évoqués par la presse sud-coréenne comportent plus de 20 couches de circuits et plus de 80 composants passifs intégrés, communément appelés IPD (Integrated Passive Devices). Ces composants peuvent servir à stabiliser l’alimentation électrique ou à conditionner les signaux.

La surface du substrat est également un critère important. À titre de référence, le package de la GPU NVIDIA Blackwell mentionné par la presse spécialisée mesure environ 81,5 × 74,8 mm. Un substrat de 100 × 100 mm offre donc une surface plus grande, mais la simple comparaison de dimensions ne suffit pas pour évaluer la performance ou la compatibilité avec un même processus de fabrication.

L’intégration d’un plus grand nombre de couches et de connexions sur une surface étendue augmente la complexité en précision. Les fabricants doivent contrôler la formation précise des circuits, le perçage du verre, le remplissage métallique et la stabilité de l’ensemble lors des étapes de fabrication et de montage.

Pourquoi le verre séduit les fabricants de puces pour l’IA

Les substrats d’encapsulage relient le semi-conducteur à la carte électronique et distribuent signaux et alimentation électrique. Déjà essentiels dans les processeurs classiques, leur complexité s’accroît lorsque plusieurs puces de calcul, mémoire haute bande passante et autres éléments se regroupent dans un même encapsulage.

Les accélérateurs d’IA ont intensifié ces exigences. L’augmentation du nombre de connexions et de la taille des packages impose une meilleure maîtrise de la déformation et une précision accrue dans la conception des circuits. Si le substrat perd en stabilité lors de la fabrication ou du fonctionnement, cela peut engendrer des problèmes de fiabilité et de connectivité.

Samsung Electro-Mechanics avance que le verre offre des avantages face aux matériaux organiques classiques par sa moindre expansion thermique et sa stabilité dimensionnelle. Ces propriétés pourraient réduire la déformation, permettre des connexions plus denses et améliorer la fiabilité globale. La société a présenté ses innovations dans les substrats en verre lors du salon KPCA Show 2026, en parallèle d’autres technologies d’encapsulage pour accélérateurs, serveurs et centres de données.

Cependant, l’utilisation du verre comporte aussi des défis. Il faut perforer ces matériaux fragiles avec une haute précision, assurer des voies conductrices fiables et éviter les fissures durant le traitement. Par ailleurs, ses avantages potentiels ne se traduisent en produit compétitif que si la fabrication assure une qualité constante et un taux de composants défectueux maîtrisé.

Ainsi, valider la technologie avec de véritables puces représente une étape différente de la simple réalisation de prototypes. Cela permet d’évaluer un produit plus proche du produit final, sans garantir à lui seul une industrialisation à grande échelle.

Production cible fin 2027, avec encore plusieurs défis à relever

Des rapports publiés début octobre indiquent que Samsung Electro-Mechanics vise à lancer une ligne de production de substrats en verre avant la fin 2027. La société collabore avec des partenaires internationaux, passant de la validation d’échantillons aux tests complets de l’encapsulage intégral.

Il s’agit d’un objectif industriel, non d’une date définitive pour une commercialisation à grande échelle. Les validations techniques, l’approbation des designs et la capacité à produire à des rendements satisfaisants peuvent faire évoluer ces délais.

Le processus rencontre aussi des difficultés, notamment dans l’évaluation des modules avec vias conducteurs traversant le verre, appelés TGV (Through-Glass Via). En septembre, DIGITIMES a rapporté que l’évaluation de ces modules envoyés à TSMC tardait plus que prévu, impactant certains calendriers de commandes. La nouvelle étape de tests avec des puces de clients témoigne de progrès dans le développement, mais ne confirme pas que toutes les validations antérieures soient concluantes.

Samsung Electro-Mechanics renforce également l’accès aux matériaux nécessaires à la fabrication. En novembre 2025, elle a annoncé un protocole d’entente avec Sumitomo Chemical Group pour créer une coentreprise spécialisée dans les matériaux de cœur en verre. L’objectif est de combiner les capacités afin de sécuriser l’approvisionnement d’un composant clé de cette technologie.

La course aux substrats en verre ne se limite pas à la Corée du Sud. Des fabricants japonais comme Shinko Electric Industries et Dai Nippon Printing progressent également dans cette voie, en développant des structures multicouches et des procédés de fabrication. La compétition se jouera tant sur la performance des designs que sur la fiabilité et la coût-efficacité de leur production.

Pour Samsung Electro-Mechanics, la validation avec des puces réelles représente une étape majeure vers une utilisation plus concrète. Le prochain défi sera de démontrer que le substrat peut satisfaire aux exigences de l’encapsulage et qu’une fabrication fiable permet de maintenir la qualité pour approvisionner les fabricants d’accélérateurs et de serveurs.

Questions fréquentes

Qu’est-ce qu’un substrat en verre pour semi-conducteurs ?

Il s’agit d’un substrat d’encapsulage utilisant du verre comme matériau principal, en remplacement des matériaux organiques classiques. Sa stabilité dimensionnelle et ses propriétés thermiques sont particulièrement avantageuses pour de grands encapsulages ou pour ceux comportant des connexions à haute densité.

Que teste Samsung Electro-Mechanics ?

La société a terminé ses premiers tests de fiabilité de ses substrats de 100 × 100 mm et passe maintenant à la validation d’encapsulages avec des puces de partenaires clients. Cette étape permet d’étudier le comportement global, pas uniquement celui du substrat isolé.

Quand la production de substrats en verre pourrait-elle débuter ?

Les plans publiés en octobre 2026 ciblent une mise en production avant la fin 2027. Cependant, cette date dépendra des validations techniques et des préparatifs industriels nécessaires.

Pourquoi ces substrats sont-ils importants pour l’IA ?

Les accélérateurs d’IA requièrent des encapsulages de grande taille, supportant de nombreuses connexions électriques pour intégrer des puces haute performance, mémoire de large bande passante, etc. Le verre pourrait contribuer à réduire la déformation et à renforcer la stabilité dimensionnelle, mais reste encore à valider en termes de fiabilité et de capacité industrielle.