Intel四大先進封裝技術:既能蓋“四合院” 也能建“摩天樓”
隨著半導體制程工藝提升越來越困難,先進封裝技術的重要性則愈發(fā)凸顯,成為延續(xù)摩爾定律的關鍵。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202309/450359.htmIntel就一直在深入研究各種先進封裝技術,部分已經得到廣泛應用,比如EMIB、Foveros,部分已經準備就緒,比如Foveros Omni、Foveros Direct。
此前,我們也曾經對這些先進封裝技術進行過深入解讀。
現在,Intel通過形象的動圖,詮釋了幾種封裝技術的原理和特點。
其實,處理器雖然封裝最開始的作用只是防水、防塵和散熱,但隨著制程技術逐漸逼近物理極限,為了滿足越來越高、越來越復雜的算力需求,同時提高能效比,追求可持續(xù)發(fā)展,先進封裝正變得越來越關鍵。
Intel的先進封裝技術,一方面能夠提升芯片互連密度,在單個封裝中集成更多功能單元,目標是到2030年在單個設備內集成1萬億個晶體管。
另一方面,它們可以滿足Intel自家產品、代工客戶產品的異構集成需求,讓不同供應商、不同工藝打造的芯粒(Chiplet)更好地協(xié)同工作,提高靈活性和性能,降低成本和功耗。
一、EMIB
意思是“嵌入式多芯片互連橋接”,原理就像蓋四合院,把不同的芯片放在同一塊平面上相互連接。
傳統(tǒng)的2.5D封裝是在芯片和基板間的硅中介層上進行布線,EMIB則是通過一個嵌入基板內部的單獨的芯片完成互連,可將芯片互連的凸點間距縮小到45微米,改善設計的簡易性,并降低成本。
二、Foveros
3D封裝技術,原理上也不復雜,就是在垂直層面上,一層一層地堆疊獨立的模塊,類似建摩天大樓一樣。
就像大廈需要貫通的管道用于供電供水,Foveros通過復雜的TSV硅穿孔技術,實現垂直層面的互連。
Foveros最早用于Lakefiled處理器,目前正在和EMIB聯(lián)手用于各類產品,最典型的就是Ponte Vecchio GPU加速器,使用了5種不同工藝、47個不同芯粒。
三、Foveros Omni
下一代封裝技術,可實現垂直層面上大芯片、小芯片組合的互連,并將凸點間距繼續(xù)縮小到25微米。
四、Foveros Direct
使用銅與銅的混合鍵合,取代會影響數據傳輸速度的焊接,把凸點間距繼續(xù)縮小到10微米以下,從而大幅提高芯片互連密度和帶寬,并降低電阻。
Foveros Direct還實現了功能單元的分區(qū),使得模塊化設計配置靈活、可定制。
2021年底,Intel還展示了最新的混合鍵合(hybrid bonding),將互連間距繼續(xù)微縮到驚人的3微米,實現了準單片式的芯片。
也就是說,整合封裝后的互聯(lián)密度、帶寬都非常接近傳統(tǒng)的單片式芯片,不同芯粒之間連接更加緊密。
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