Od kuhinjske tave do AI poslužitelja: Zašto NVIDIA razmatra teflon za sljedeću generaciju čipova?

Malo tko u svojoj kuhinji razmišlja o kemijskom sastavu neprianjajućeg sloja tave. Taj poznati premaz izrađen je od politetrafluoroetilena (PTFE), materijala u narodu najpoznatijeg pod zaštićenim trgovačkim imenom Teflon. Međutim, ovaj se materijal neočekivano našao u samom središtu rasprava o budućnosti hardvera za umjetnu inteligenciju tvrtke NVIDIA.

Prema izvješćima s industrijskih konferencija poput OCP-a i TPCA Showa, vodeći svjetski proizvođač AI čipova razmatra ugradnju PTFE-a u svoje nadolazeće poslužiteljske komponente. Glavni je razlog rješavanje jednog od najvećih tehničkih izazova modernih podatkovnih centara: gubitka i degradacije signala pri iznimno visokim brzinama prijenosa podataka.

Fizičke granice brzine prijenosa podataka

Današnje AI komponente postižu brzinama prijenosa od čak 200 Gbps po signalnoj traci. Na toj razini obrade i najmanja količina elektromagnetnih smetnji ili rasipanja energije može drastično degradirati performanse cijelog sustava. Iako se ko-pakirana optika (Co-Packaged Optics ili CPO) smatra dugoročnim rješenjem, ta tehnologija još uvijek nije u potpunosti zrela za masovnu primjenu. Zbog toga se industrija okrenula izravnom poboljšanju tiskanih pločica (PCB). Ugradnjom PTFE-a u napredne komponente — poput NVLink preklopnih ploča, razvodne ploče za nadolazeću arhitekturu Rubin Ultra ili ortogonalne srednje ravnine — smanjio bi se gubitak energije signala u usporedbi sa standardnim plastikama i epoksidnim smolama. Uspješna primjena omogućila bi iznimno brzo prebacivanje signala izravno na tiskanoj pločici, čime bi se izbjegli složeni i zamršeni sustavi bakrenih kabela koji trenutno opterećuju unutrašnjost poslužitelja. Kada tiskane pločice premeše više od 70 slojeva, čak ni najnapredniji postojeći materijali poput M9 više nisu dovoljni, što PTFE čini logičnim izborom na papiru.

Zašto se teflon desetljećima izbjegavao u izradi pločica?

PTFE nije nov materijal u elektronici. Zbog svojih iznimnih električnih svojstava odavno se koristi u vojnim radarima, satelitima i naprednim automobilskim radatskim sustavima (ADAS). Međutim, njegova primjena uglavnom je bila ograničena isključivo na antenske komponente zbog velikih proizvodnih kompromisa. Ono što teflon čini savršenim za kuhinju, stvara ogromne probleme u tvornici:

• Slaba adhezija: Zbog neprianjajućih svojstava, PTFE se iznimno teško spaja i slaže u više slojeva kod tiskanih pločica koje zahtijevaju desetke povezanih slojeva.
• Zahtjevna obrada: Materijal je mekan i tanak, što izradu čini znatno težom i skupljom u usporedbi s ugljikovodičnim ili epoksidnim smolama koje čvrsto prianjaju, lako se buše i jednostavno prevlače.
• Nizak prinos: Procjenjuje se da je trenutni iskoristivi prinos (yield) pri proizvodnji pločica s PTFE-om ispod 5%, zbog čega se materijal još uvijek nalazi u ranim fazama ispitivanja prototipa.

Lanac opskrbe sprema se za 2028. godinu

Stručnjaci i vodeći ljudi iz industrije laminata i dalje su prilično suzdržani prema ovom potezu. Pojedini analitičari ističu da se PTFE izbjegavao posljednjih 30 godina te da je NVIDIA-in interes za njim možda posljedica privremene nestašice drugih vrhunskih laminata na tržištu. Unatoč tome, ključni partneri u lancu opskrbe u SAD-u, Tajvanu i Kini već naveliko nabavljaju i instaliraju opremu sposobnu za preciznu obradu PTFE-a. Procjenjuje se da bi se ključna uska grla u proizvodnji mogla prebroditi u naredne dvije godine, dok se masovniji ulazak teflonskih komponenata u AI pločice očekuje u razdoblju između 2028. i 2030. godine.

Priča o teflonu ponovno potvrdjuje stvarnost moderne tehnologije: kada računalne brzine udare u same fizikalne granice, inženjeri su primorani tražiti rješenja u najneočekivanijim stvarima. Materijal koji svakodnevno sprječava lijepljenje hrane za dno tave mogao bi tako postati ključna komponenta najskupljih podatkovnih centara na svijetu.