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凸顯，成為延續摩爾定律的關鍵。

Intel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，追求可持續發展，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，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，整合封裝后的互聯密度、帶寬都非常接近傳統的單片式芯片，不同芯粒之間連接更加緊密。