英特尔EMIB先进封装技术解析 - 英特尔将其EMIB互连解决方案与传统的2.5D技术进行比较,并展示了其在设计先进封装芯片方面的优势 [1] - 该技术已被应用于英特尔多款数据中心产品,包括Ponte Vecchio、Sapphire Rapids、Granite Rapids、Sierra Forest以及即将推出的Clearwater Forest [1] - 公司已展示如何扩展其先进封装能力,以生产包含多个芯片组、均通过EMIB互连的下一代数据中心芯片解决方案 [1] EMIB技术原理与优势 - EMIB技术无需在芯片和封装之间使用硅中介层,而是将小型硅桥嵌入封装基板内,可灵活安装在需要连接两个芯片的位置 [11] - 与使用硅中介层和硅通孔的2.5D封装相比,EMIB避免了为仅用于连接导线的硅片支付额外费用,并降低了设计复杂性和对良率的影响 [8] - 该技术提供了三大关键优势:保持在正常的封装良率范围内、提供了节约成本的机会、设计更简单 [14][16] - EMIB支持二维和三维扩展,提供了比传统2.5D方法更大的芯片布局灵活性,并支持采用多种芯片的灵活异构系统 [13][14] EMIB技术变体与应用 - EMIB主要有两种变体:EMIB 2.5D和EMIB 3.5D [11][12] - EMIB 3.5D将EMIB与Foveros 3D集成在一个封装中 [12] - EMIB-M在桥式电路中采用MIM电容,EMIB-T则在桥式电路中增加了TSV封装,可以简化其他封装设计中的IP集成 [13] - 该技术自2017年以来已采用英特尔和外部芯片进行大规模生产,生产已验证 [13] - 英特尔数据中心GPU Max系列SoC采用了EMIB 3.5D技术,是英特尔迄今为止量产的最复杂异构芯片,拥有超过1000亿个晶体管、47个有源芯片单元和5个制程节点 [13] 与竞争对手技术的对比 - 竞争对手(例如台积电)的先进封装技术基于2.5D和3D封装,使用硅中介层和硅通孔实现互连 [3] - 传统2.5D封装在芯片尺寸增大时成本更高,且存在最大尺寸限制,导致芯片组合的灵活性不足 [8] - 英特尔的先进封装解决方案将加剧与台积电CoWoS解决方案的竞争,后者也推出了集成超过12个HBM4E芯片的大型封装方案 [18] 下一代先进封装技术蓝图 - 英特尔展示了其新一代、可大规模扩展的封装能力,相关技术将为高性能计算、人工智能、数据中心等领域的下一代芯片树立标准 [18] - 用于下一代计算的主要技术包括:采用RibbonFET 2和PowerDirect的英特尔14A-E、首款采用背面供电的Intel 18A-PT、Foveros Direct 3D精密堆叠、增加了TSV的下一代EMIB-T、对最新及未来HBM标准的无缝支持,以及突破传统光刻限制的可扩展架构 [20] - 公司展示了两种先进封装芯片概念设计:一款配备四个计算单元和12个HBM内存位点,另一款配备16个计算单元和24个HBM内存位点,LPDDR5X控制器的数量在更大的解决方案中可达48个 [20][21] - 具体设计包含采用18A-PT工艺的计算基片,其上通过Foveros 3D堆叠连接采用14A/14A-E工艺制造的主计算芯片,多个芯片再通过EMIB-T互连并与内存解决方案(如最多24个HBM位点)连接 [23][25][27] 对代工业务与行业竞争的影响 - 此次先进封装芯片展示面向外部客户,旨在推广其14A工艺节点,该节点专为第三方客户设计,而18A节点主要用于内部产品 [31] - 凭借展示的先进封装解决方案,英特尔似乎已在晶圆代工领域占据了一席之地,其真正的考验在于从第三方获得订单 [31][33] - 公司制定了多元化的生态系统参与计划,直接与行业合作伙伴合作以加快产品上市速度并增强供应链韧性 [29] - 随着英特尔加大对晶圆厂业务的投入,其EMIB技术的改进(如“T”型封装和Foveros封装)吸引了众多业内巨头的关注,加剧了此前由台积电主导的芯片制造行业的竞争 [17]
英特尔的先进封装,太强了