芯动未来:英特尔先进封装点燃AI芯片新引擎
随着人工智能技术的快速发展,半导体领域的先进封装技术正逐渐成为关注焦点。这项技术通过将不同功能、工艺节点、尺寸甚至来源的芯粒整合到一个设备中,以灵活高效的方式构建系统级芯片(SoC)。相比传统设计,这种方式不仅显著提升了能效比,还大幅降低了成本,为AI芯片的设计与制造提供了全新的解决方案。 在我看来,这一技术的兴起恰逢其时。在当前AI芯片竞争愈发激烈的背景下,先进封装无疑为厂商们提供了一种全新的思路——它打破了单一芯片设计的局限性,使得模块化、定制化的芯片开发成为可能。这不仅有助于满足市场对高性能、低功耗产品的需求,也为中小型企业创造了更多参与高端市场竞争的机会。可以预见,未来几年内,随着相关技术的不断成熟,先进封装将在推动AI芯片创新方面发挥更加重要的作用。而那些能够敏锐抓住这一趋势的企业,或许将成为行业的领航者。
英特尔自20世纪70年代以来始终致力于技术创新,尤其在封装技术领域积累了深厚的经验。进入AI时代,英特尔正携手生态系统中的合作伙伴与基板供应商,共同推动行业标准的制定,以引领先进封装技术的应用潮流。英特尔代工服务秉持“系统工艺协同优化”(STCO)的理念,不仅能为客户提供传统封装、互连、基板等技术支持,还能提供系统级架构设计、热管理及功耗管理等全方位的服务。这种全面的支持模式,不仅体现了英特尔对未来技术趋势的深刻洞察,也展现了其作为行业领军者的责任担当。 在我看来,英特尔通过整合硬件与软件资源,形成了一个完整的生态闭环,这无疑为行业树立了标杆。尤其是在当前人工智能快速发展的背景下,这种以客户需求为导向的服务模式显得尤为重要。它不仅能够帮助客户缩短产品上市时间,还能显著提升产品的竞争力。同时,这也反映了英特尔对未来技术发展方向的精准把握,即从单一的技术突破转向更注重整体解决方案的提供。这样的转变不仅是技术上的进步,更是商业模式的一次革新。我相信,在英特尔的带领下,整个半导体行业将在AI时代迎来更加辉煌的发展前景。
丰富全面的技术组合
英特尔推出的先进系统封装与测试(Intel Foundry ASAT)技术组合,涵盖了FCBGA 2D、FCBGA 2D、EMIB 2.5D、EMIB 3.5D、Foveros 2.5D&3D以及Foveros Direct 3D等多项技术。
左上:FCBGA 2D、右上:EMIB 2.5D、左下:Foveros 2.5D & 3D、右下:EMIB 3.5D
FCBGA2D作为传统有机封装的一种,主要面向成本控制需求较高的市场,尤其适合I/O数量相对较少的应用场景。这种封装技术凭借其成熟的工艺和较低的成本,在消费电子领域占据了一席之地。不过,随着电子产品性能要求的不断提升,这类封装方式在散热和信号完整性方面的局限性也逐渐显现出来。未来,如何在降低成本的同时提升性能,可能是该技术需要突破的关键点。 个人认为,虽然FCBGA2D目前在特定市场中仍有较强的竞争力,但从长远来看,技术创新才是推动行业发展的核心动力。尤其是在高性能计算和5G通信等对封装技术提出更高要求的领域,厂商需要更加注重研发,以满足市场不断变化的需求。同时,这也提醒我们,面对技术迭代加速的趋势,企业必须紧跟步伐,否则可能会被市场淘汰。
FCBGA2D技术通过引入基板层叠技术,有效缩减了高密度互连所需的面积,这不仅提升了芯片的集成度,还显著降低了生产成本。这一创新对于网络和交换设备领域而言意义重大,尤其是在当前对高性能计算需求日益增长的背景下,该技术为相关产品的设计提供了更多可能性。我认为,这种技术的进步将进一步推动电子行业的快速发展,帮助企业在激烈的市场竞争中占据有利地位。同时,这也提醒我们,持续的技术革新是企业保持竞争力的关键所在。
EMIB(嵌入式多芯片互连桥接)2.5D技术凭借其在基板内集成微型硅桥的方式,实现了芯片间高密度的互联,这一技术在AI和高性能计算(HPC)领域展现出了显著的优势。它不仅提升了数据传输效率,还有效降低了功耗,为复杂系统的整合提供了新的解决方案。 我认为,EMIB技术的发展标志着半导体行业在追求更高性能与更低能耗方面迈出了重要一步。特别是在人工智能和高性能计算需求日益增长的今天,这项技术能够帮助设备制造商更好地应对挑战。例如,在构建大型数据中心时,这种高效的芯片连接方式可以大幅减少空间占用,并提高整体运算能力。同时,随着更多应用场景对算力要求的提升,相信EMIB技术将进一步推动相关领域的技术创新与发展。
EMIB 3.5D 技术在此前的基础上进一步融入了三维堆叠技术,使得芯片能够在有源或无源基板上实现垂直堆叠,随后借助 EMIB 技术进行连接。这一改进不仅提升了堆叠的灵活性,还能够让设计者根据 IP 的特性选择垂直堆叠或水平堆叠的方式,同时省去了使用大尺寸中介层的需要。
Foveros 2.5D 和 3D 技术使用焊料连接而非基底连接,这种设计适用于高速 I/O 以及小型芯片组独立布局的需求。
Foveros Direct 3D 技术采用铜对铜的直接连接方式,不仅提升了互连带宽,还降低了功耗,为用户带来了更出色的性能表现。
值得注意的是,这些技术并非互斥,而是在一个封装中可以同时采用,为复杂芯片的设计提供了极大的灵活性。在商业层面,这体现了英特尔对封装细分市场的重视。
EMIB:AI芯片封装的理想选择
针对AI芯片对先进封装日益增长的需求,与行业内其他晶圆级2.5D技术如硅中介层和重布线层(RDL)相比,EMIB 2.5D技术展现出多方面的优势。
第一,EMIB技术所使用的硅桥尺寸极为小巧,与传统的大尺寸中介层相比,在制造过程中能够更加高效地利用晶圆空间,有效降低材料的浪费现象,从而在整体上实现成本的显著节省。
第二,良率提升。EMIB技术省略了晶圆级封装(wafer level assembly)这一步骤,减少了模具、凸点等复杂工艺带来的良率损失风险,从而提高了整体生产过程的良率。
第三,生产效率。与晶圆级技术相比,EMIB技术的制造步骤更少、复杂度更低,因此生产周期更短,能够为客户节省宝贵的时间。在市场动态快速变化的情况下,这种时间优势能够帮助客户更快地获得产品验证数据,加速产品上市。
第四,尺寸优化。晶圆级技术需要在基板上方添加中介层,而EMIB则将硅桥嵌入基板,极大地提高了基板面积的利用率。同时,基板的尺寸与集成电路面板的格式相匹配,采用EMIB能够在单个封装中集成更多芯片,从而容纳更多的工作负载。
第五,英特尔具备完善的供应链和强大的产能优势,这使得EMIB能够充分满足客户对于先进封装技术的需求。
展望未来
展望未来,英特尔正致力于开发一款120x120毫米的超大尺寸封装,并计划在未来几年内推出基于玻璃基板的产品。与现有的有机基板相比,玻璃基板具备卓越的平面度、更佳的热稳定性和机械稳定性,这些特性能够显著提升基板上的互连密度,为人工智能芯片的封装技术带来全新突破。
英特尔在人工智能时代不断推进先进封装技术的创新发展,将持续引领并促进产业升级,为全球半导体行业增添新的动力。