全天候科技 06-02
媲美CoWoS:英特尔突破先进封装技术
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作者:周源 / 华尔街见闻

自新 CEO 陈立武上任以来,英特尔基本盘看来日益稳固,而新技术也进展颇大。

最近,英特尔在电子元件技术大会(ECTC)上披露了多项芯片封装技术突破,尤其是 EMIB-T,用于提升芯片封装尺寸和供电能力,以支持 HBM4/4e 等新技术。

此外还包括新分散式散热器设计和新的热键合技术,可提高可靠性和良率,并支持更精细的芯片间连接。

EMIB-T(Embedded Multi-die Interconnect Bridge with TSV):是嵌入式多芯片互连桥接封装技术的重大升级版本,专为高性能计算和异构集成设计。

EMIB-T 的技术升级主要集中在三个方面:引入 TSV 垂直互连、集成高功率 MIM 电容器和跃升封装尺寸与集成密度。

首先,在传统 EMIB 的硅桥结构中嵌入硅通孔(TSV),实现了多芯片间的垂直信号传输。

与传统 EMIB 的悬臂式供电路径相比,TSV 从封装底部直接供电,将电源传输电阻降低 30% 以上,显著减少了电压降和信号噪声。

这项设计使其能稳定支持 HBM4 和 HBM4e 等高带宽内存的供电需求,同时兼容 UCIe-A 互连技术,数据传输速率可达 32 Gb/s+。

其次,为应对高速信号传输中的电磁干扰问题,EMIB-T 在桥接器内部集成了高密度金属 - 绝缘体 - 金属(MIM)电容器,可有效抑制电源噪声,确保信号完整性。

这一创新使 EMIB-T 在复杂异构系统中保持稳定的通信性能,尤其适用于 AI 加速器和数据中心处理器等对信号质量要求极高的场景。

第三,EMIB-T 支持最大 120x180 毫米的封装尺寸,单个封装可集成超过 38 个桥接器和 12 个矩形裸片(die),凸块间距已实现 45 微米,未来计划进一步缩小至 35 微米甚至 25 微米。

这种高密度集成能力为 Chiplet 设计提供了更灵活的架构,比如在单个封装中整合 CPU、GPU、HBM 内存和 AI 加速模块,显著提升系统级性能。

这项新技术将为英特尔代工厂拥有。

英特尔代工厂旨在利用尖端工艺节点技术,为英特尔内部和外部公司生产芯片。

现代处理器越来越多地采用复杂的异构设计,将多种类型的计算和内存组件集成到单个芯片封装中,从而提升性能、成本和能效。

这些芯片设计依赖于日益复杂的先进封装技术,而这些技术是异构设计的基石。

因此,为了与台积电等竞争对手保持同步,英特尔必须持续推进全新芯片技术的研发进程。

英特尔的这项 EMIB-T 技术,最初曾在 5 月英特尔的 Direct Connect 发布,它将硅通孔(TSV)融入已广泛使用的 EMIB 技术——一种嵌入封装基板的硅桥,可在芯片 / 裸片之间提供通信和电源管道。

EMIB-T 延续了传统 EMIB 的 2.5D 封装优势(如灵活的芯片布局),同时通过 TSV 向 3D 封装(如 Foveros)靠拢。

TSV 的垂直互连路径比传统封装走线缩短 50%+,不仅提升了数据传输速率(带宽提升约 20%),还降低了通信延迟(延迟减少约 15%)。

这种混合架构使 EMIB-T 能在更大芯片尺寸下实现高密度集成,为未来异构计算平台提供关键支撑。

同时,使用 TSV 也提升了芯片间的通信带宽,从而能集成高速 HBM4/4e 内存封装,而使用 UCIe-A 互连技术,将数据传输速率也提升至 32 Gb/s+。

EMIB-T 支持有机基板和玻璃基板,后者凭借更高的平整度和热稳定性,可实现更精细的互连(如 25 微米凸块间距)和更高效的信号传输,这是英特尔未来封装战略的重点方向。

为配合英特尔同期推出的分解式散热器技术,EMIB-T 可将热界面材料(TIM)的焊料空隙减少 25%,并支持集成微通道的散热器,适用于热设计功耗(TDP)高达 1000W 的芯片封装,解决了高性能计算中的散热难题。

这表明,英特尔正在从多个角度解决芯片散热问题。

新型热压粘合工艺通过最小化热差,提升了大型封装基板的制造良率和可靠性,进一步增强了 EMIB-T 的工业化部署能力。

EMIB-T 的核心目标是满足 HBM4 内存和 UCIe 互连需求,这使其成为 AI 加速器、数据中心处理器和超算芯片的理想封装方案。

通过 TSV 供电和 MIM 电容器的协同作用,EMIB-T 可稳定支持 HBM4 的 3.2 TB/s 带宽,为大模型训练和推理提供高效的内存访问能力。

随着半导体行业向 Chiplet 设计转型,EMIB-T 为多来源芯片(如英特尔 CPU、第三方 GPU 和内存)的集成提供了统一封装平台。

这不仅降低了客户的研发风险,还通过高密度互连和低功耗设计提升了系统级能效比。目前,AWS、思科等企业已与英特尔合作,将 EMIB-T 应用于下一代服务器和网络设备。

EMIB-T 的推出,标志着英特尔在先进封装领域的技术追赶努力。

与台积电的 CoWoS 相比,EMIB-T 在电源完整性和信号稳定性维度更具优势,而 Foveros-R 和 Foveros-B 等衍生技术(如采用重布线层和桥片的封装)则进一步拓展了其应用场景。

此外,西门子 EDA 已推出基于 TSV 的 EMIB-T 参考流程,从热分析到信号完整性构建了完整的工具链,加速了该技术的商业化落地。

陈立武的努力,不止于推进英特尔的新封装技术努力层面,也以更具有 " 诚意 " 的开放策略——为完全不使用任何英特尔制造组件的芯片提供封装服务——有助于英特尔芯片制造服务与潜在的新客户建立关系。

英特尔计划在 2025 年下半年实现 EMIB-T 封装的量产,并逐步将凸块间距从 45 微米缩小至 25 微米,以支持更高密度的芯片集成。

随着玻璃基板技术的成熟,EMIB-T 有望在 2028 年实现单个封装集成超过 24 颗 HBM,进一步推动内存带宽的突破。

这一技术不仅是英特尔代工厂战略的重要组成部分,也将对全球半导体封装技术的发展方向产生深远影响。

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