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在A(yíng)I發(fā)展的浪潮中，一項技術(shù)正在從“幕后”走向“臺前”，也就是半導體先進(jìn)封裝（advanced packaging）。這項技術(shù)能夠在單個(gè)設備內集成不同功能、制程、尺寸、廠(chǎng)商的芯粒（chiplet），以靈活性強、能效比高、成本經(jīng)濟的方式打造系統級芯片（SoC）。因此，越來(lái)越多的AI芯片廠(chǎng)商青睞這項技術(shù)。 英特爾自本世紀70年代起持續創(chuàng )新，深耕封裝技術(shù)，積累了超過(guò)50年的豐富經(jīng)驗。面向AI時(shí)代，英特爾正在與生態(tài)系統伙伴、基板供應商合作，共同制定標準，引領(lǐng)整個(gè)行業(yè)應用先進(jìn)封裝技術(shù)。秉持“系統工藝協(xié)同優(yōu)化”（STCO）的理念，英特爾代工不僅能夠向客戶(hù)提供傳統的封裝、互連、基板等技術(shù)，還涵蓋了系統級架構和設計服務(wù)，以及熱管理和功耗管理等全方位支持工作。 豐富全面的技術(shù)組合 英特爾代工的先進(jìn)系統封裝及測試（Intel Foundry ASAT）的技術(shù)組合，包括FCBGA 2D、FCBGA 2D+、EMIB 2.5D、EMIB 3.5D、Foveros 2.5D & 3D和Foveros Direct 3D等多種技術(shù)。 左上：FCBGA 2D、右上：EMIB 2.5D、左下：Foveros 2.5D & 3D、右下：EMIB 3.5D · FCBGA 2D是傳統的有機FCBGA（倒裝芯片球柵格陣列）封裝，適用于成本敏感、I/O數量較少的產(chǎn)品。 · FCBGA 2D+在此基礎上增加了基板層疊技術(shù)（substrate stacking），能夠減少高密度互連的面積，降低成本，特別適合網(wǎng)絡(luò )和交換設備等產(chǎn)品。 · EMIB（嵌入式多芯片互連橋接）2.5D技術(shù)通過(guò)基板內的微型硅橋連接芯片，適用于高密度的芯片間連接，在A(yíng)I和高性能計算（HPC）領(lǐng)域表現出色。 · EMIB 3.5D則在此基礎上引入了3D堆疊技術(shù)，芯片可以垂直堆疊在有源或無(wú)源的基板上，再通過(guò)EMIB技術(shù)連接，增加了堆疊的靈活性，能夠根據IP的特性選擇垂直或水平堆疊，同時(shí)避免使用大型的中介層。 · Foveros 2.5D和3D技術(shù)采用基于焊料的連接方式，而不是基底連接，適合高速I(mǎi)/O與較小芯片組分離的設計。 · Foveros Direct 3D技術(shù)則通過(guò)銅和銅直接鍵合，實(shí)現更高的互連帶寬和更低的功耗，從而提供卓越的性能。 值得注意的是，這些技術(shù)并非互斥，而是在一個(gè)封裝中可以同時(shí)采用，為復雜芯片的設計提供了極大的靈活性。在商業(yè)層面，這體現了英特爾對封裝細分市場(chǎng)的重視。 EMIB：AI芯片封裝的理想選擇 針對AI芯片的先進(jìn)封裝需求，與業(yè)界其它晶圓級2.5D技術(shù)，例如硅中介層、重布線(xiàn)層（RDL）相比，EMIB 2.5D技術(shù)具有諸多優(yōu)勢。 第一，成本效益。EMIB技術(shù)采用的硅橋尺寸非常小，相比于傳統的大尺寸中介層，制造時(shí)能更高效地利用晶圓面積，減少空間和資源的浪費，綜合成本更低。 第二，良率提升。EMIB技術(shù)省略了晶圓級封裝（wafer level assembly）這一步驟，減少了模具、凸點(diǎn)等復雜工藝帶來(lái)的良率損失風(fēng)險，從而提高了整體生產(chǎn)過(guò)程的良率。 第三，生產(chǎn)效率。與晶圓級技術(shù)相比，EMIB技術(shù)的制造步驟更少、復雜度更低，因此生產(chǎn)周期更短，能夠為客戶(hù)節省寶貴的時(shí)間。在市場(chǎng)動(dòng)態(tài)快速變化的情況下，這種時(shí)間優(yōu)勢能夠幫助客戶(hù)更快地獲得產(chǎn)品驗證數據，加速產(chǎn)品上市。 第四，尺寸優(yōu)化。晶圓級技術(shù)需要在基板上方添加中介層，而EMIB則將硅橋嵌入基板，極大地提高了基板面積的利用率。同時(shí)，基板的尺寸與集成電路面板的格式相匹配，采用EMIB能夠在單個(gè)封裝中集成更多芯片，從而容納更多的工作負載。 第五，供應鏈與產(chǎn)能。英特爾擁有成熟的供應鏈和充足的產(chǎn)能，確保了EMIB能夠滿(mǎn)足客戶(hù)對先進(jìn)封裝解決方案的需求。 展望未來(lái) 展望未來(lái)，英特爾正在研發(fā)120×120毫米的超大封裝，并計劃在未來(lái)幾年內向市場(chǎng)推出玻璃基板（glass substrate）。與目前采用的有機基板相比，玻璃基板具有超低平面度、更好的熱穩定性和機械穩定性等獨特性能，能夠大幅提高基板上的互連密度，為AI芯片的封裝帶來(lái)新的突破。 英特爾在A(yíng)I時(shí)代的先進(jìn)封裝技術(shù)領(lǐng)域不斷創(chuàng )新，將繼續引領(lǐng)和推動(dòng)行業(yè)發(fā)展，為全球半導體產(chǎn)業(yè)注入新的活力。 |
