El vidrio fabricado por el ser humano tiene miles de años. Pero ahora está a punto de abrirse paso en los chips de IA utilizados en los centros de datos más nuevos y grandes del mundo. Este año, una empresa surcoreana llamada Absolics planea comenzar la producción comercial de paneles de vidrio especiales diseñados para hacer que el hardware informático de próxima generación sea más potente y energéticamente eficiente. Otras empresas, incluida Intel, también están avanzando en este ámbito. Si todo va bien, esta tecnología de vidrio podría reducir las demandas energéticas de los chips de computación de alto rendimiento utilizados en los centros de datos de IA—y eventualmente podría hacer lo mismo para portátiles de consumo y dispositivos móviles si los costes de producción disminuyen.
La idea es utilizar vidrio como sustrato, o capa, sobre el que se conectan múltiples chips de silicio. Esta forma de “empaquetado” es una manera cada vez más popular de construir hardware informático, ya que permite a los ingenieros combinar chips especializados diseñados para funciones específicas en un único sistema. Pero presenta desafíos, incluyendo el hecho de que los chips que trabajan intensamente pueden calentarse tanto que deforman físicamente el sustrato sobre el que están construidos. Esto puede provocar componentes desalineados y puede reducir la eficiencia con la que se pueden enfriar los chips, lo que lleva a daños o fallos prematuros.
“A medida que las cargas de trabajo de la IA aumentan y el tamaño de los paquetes se expande, la industria se enfrenta a limitaciones mecánicas muy reales que afectan la trayectoria de la computación de alto rendimiento”, dice Deepak Kulka i, miembro sénior en la empresa de diseño de chips Advanced Micro Devices (AMD). “Una de las más fundamentales es el alabeo.”
Aquí es donde el vidrio cobra protagonismo. Puede soportar el calor adicional mejor que los sustratos existentes, y permitirá a los ingenieros seguir reduciendo los encapsulados de los chips, lo que los hará más rápidos y más eficientes energéticamente. «Desbloquea la capacidad de seguir escalando las huellas de los encapsulados sin chocar con un muro mecánico», dice Kulka i.
Este cambio está ganando impulso. Absolics ha finalizado la construcción de una fábrica en EE. UU. dedicada a la producción de sustratos de vidrio para chips avanzados y espera iniciar la fabricación comercial este año. Intel, el fabricante de semiconductores estadounidense, está trabajando para incorporar vidrio en sus encapsulados de chips de próxima generación, y su investigación ha impulsado a otras empresas de la cadena de suministro de encapsulado de chips a invertir también en ello. Empresas surcoreanas y chinas se encuentran entre los primeros adoptantes. «Históricamente, este no es el primer intento de adoptar el vidrio en el encapsulado de semiconductores —afirma Bilal Hachemi, analista sénior de tecnología y mercado en la firma de investigación de mercado Yole Group—. Pero esta vez, el ecosistema es más sólido y amplio; la necesidad de [tecnología] basada en vidrio es más acuciante».
Frágil, pero potente
El empaquetado de chips se ha basado en sustratos orgánicos, como el epoxi reforzado con fibra de vidrio, desde la década de 1990, afirma Rahul Manepalli, vicepresidente de empaquetado avanzado en Intel. No obstante, las complicaciones electroquímicas limitan lo cerca que los diseñadores pueden colocar los orificios perforados para crear conexiones de señal y alimentación recubiertas de cobre entre los chips y el resto del sistema. Los diseñadores de chips también deben tener en cuenta la contracción y distorsión impredecibles que sufren los sustratos orgánicos a medida que los chips se calientan y enfrían. «Hace aproximadamente una década nos dimos cuenta de que íbamos a tener ciertas limitaciones con los sustratos orgánicos», afirma Manepalli.
El vidrio podría ayudar a superar muchas de estas limitaciones. Su estabilidad térmica permitiría a los ingenieros crear 10 veces más conexiones por milímetro que los sustratos orgánicos, afirma Manepalli. Con conexiones más densas, los diseñadores de Intel pueden incorporar un 50 % más de chips de silicio en la misma área de encapsulado, mejorando la capacidad computacional. Las conexiones más densas también permiten un enrutamiento más eficiente para los cables de cobre que suministran energía al chip. Y el hecho de que el vidrio disipa el calor de forma más eficiente permite diseños de chips que reducen el consumo energético general.
“Los beneficios de los sustratos con núcleo de vidrio son innegables”, afirma Manepalli. “Está claro que los beneficios impulsarán a la industria a que esto suceda más pronto que tarde, y queremos ser de los primeros en conseguirlo.”
No obstante, trabajar con vidrio plantea sus propios desafíos. Para empezar, es frágil. Los sustratos de vidrio para los encapsulados de chips de centros de datos se fabrican a partir de paneles que tienen un grosor de solo entre 700 micrómetros y 1,4 milímetros, lo que los hace susceptibles a agrietarse o incluso a romperse en pedazos, señala Manepalli. Investigadores de Intel y de otras organizaciones han dedicado años a averiguar cómo usar otros materiales y herramientas especiales para integrar de forma segura los paneles de vidrio en los procesos de fabricación de semiconductores.
Ahora, afirma Manepalli, los equipos de I+D de Intel están fabricando paneles de vidrio de forma fiable y produciendo encapsulados de chips de prueba que incorporan vidrio —y a principios de 2025 demostraron que un dispositivo funcional con un sustrato de núcleo de vidrio podía arrancar el sistema operativo Windows. Es una mejora significativa respecto a los primeros días de pruebas, cuando cientos de paneles de vidrio se agrietaban cada dos días, dice.
Los fabricantes de semiconductores ya utilizan el vidrio para fines más limitados, como estructuras de soporte temporales para obleas de silicio. Pero la firma independiente de investigación de mercado IDTechEx estima que existe un gran mercado para los sustratos de vidrio, uno que podría impulsar el mercado de semiconductores para el vidrio de mil millones de dólares en 2025 a hasta 4.400 millones de dólares para 2036.
El material podría tener beneficios adicionales si despegara. El vidrio puede hacerse asombrosamente liso —5.000 veces más liso que los sustratos orgánicos—. Esto eliminaría los defectos que pueden surgir al depositar capas de metal sobre los semiconductores, según afirma Xiaoxi He, analista de investigación en IDTechEx. Los defectos en estas capas pueden empeorar el rendimiento de los chips o incluso inutilizarlos.
El vidrio también podría ayudar a acelerar el movimiento de datos. Este material puede guiar la luz, lo que significa que los diseñadores de chips podrían utilizarlo para construir vías de señal de alta velocidad directamente en el sustrato. El vidrio «encierra un enorme potencial para el futuro de la computación de IA energéticamente eficiente», afirma Kulka i, de AMD, porque un sistema basado en luz podría mover señales con mucha menos energía que las vías de cobre «ávidas de energía» que se utilizan actualmente para transportar señales entre los chips en un encapsulado.
Un giro en los paneles
Las primeras investigaciones sobre el encapsulado de vidrio comenzaron en el Centro de Investigación de Empaquetado 3D Systems del Instituto Tecnológico de Georgia en 2009. La universidad finalmente se asoció con Absolics, una filial de SKC, una empresa surcoreana que produce productos químicos y materiales avanzados. SKC construyó una instalación de semiconductores para la fabricación de sustratos de vidrio en Covington, Georgia, en 2024, y la asociación para sustratos de vidrio entre Absolics y Georgia Tech recibió finalmente dos subvenciones el mismo año —por un valor combinado de 175 millones de dólares— a través del programa CHIPS for America del gobie o de EE. UU., establecido bajo la administración del presidente Joe Biden.
Absolics avanza ahora hacia la comercialización; planea empezar a fabricar pequeñas cantidades de sustratos de vidrio para clientes este año. La empresa ha sido pionera en la comercialización de sustratos de vidrio, afirma Yongwon Lee, ingeniero de investigación en Georgia Tech que no está directamente implicado en la colaboración comercial con Absolics.
Absolics afirma que sus instalaciones pueden producir actualmente un máximo de 12.000 metros cuadrados de paneles de vidrio al año. Eso es suficiente, estima Lee, para proporcionar sustratos de vidrio para entre 2 y 3 millones de encapsulados de chips del tamaño de la GPU H100 de Nvidia.
Pero la empresa no está sola. Lee afirma que múltiples grandes fabricantes, entre ellos Samsung Electronics, Samsung Electro-Mechanics y LG Innotek, han «acelerado significativamente» sus esfuerzos de investigación y producción piloto en encapsulado de vidrio durante el último año. «Esta tendencia sugiere que el ecosistema de sustratos de vidrio está evolucionando de un único pionero a una carrera industrial más amplia», afirma.
Otras empresas se están reorientando para desempeñar roles más especializados en la cadena de suministro de sustratos de vidrio. En 2025, JNTC, una empresa que fabrica conectores eléctricos y vidrio templado para electrónica, estableció una instalación en Corea del Sur capaz de producir 10.000 paneles de vidrio semiacabados al mes. Dichos paneles incluyen orificios perforados para conexiones eléctricas verticales y finas capas metálicas que recubren el vidrio, pero requieren un trabajo de fabricación adicional para su instalación en encapsulados de chips.
El año pasado, esa instalación surcoreana empezó a recibir pedidos para suministrar vidrio semielaborado tanto a empresas especializadas en sustratos como a fabricantes de semiconductores. La empresa tiene previsto ampliar la producción de la instalación en 2026 y abrir una línea de fabricación adicional en Vietnam en 2027. Tales acciones de la industria demuestran la rapidez con la que la tecnología de sustratos de vidrio está pasando del prototipo a la comercialización —y cuántos actores tecnológicos están apostando a que el vidrio podría ser una base sorprendentemente sólida para el futuro de la computación y la IA.