Intel四大先进封装技术：既能盖“四合院” 也能建“摩天楼”

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2023-09-08 05:27:13 来源：快科技

随着半导体制程工艺提升越来越困难，先进封装技术的重要性则愈发凸显，成为延续摩尔定律的关键。

Intel就一直在深入研究各种先进封装技术，部分已经得到广泛应用，比如EMIB、Foveros，部分已经准备就绪，比如Foveros Omni、Foveros Direct。

此前，我们也曾经对这些先进封装技术进行过深入解读。

(相关资料图)

现在，Intel通过形象的动图，诠释了几种封装技术的原理和特点。

其实，处理器虽然封装最开始的作用只是防水、防尘和散热，但随着制程技术逐渐逼近物理极限，为了满足越来越高、越来越复杂的算力需求，同时提高能效比，追求可持续发展，先进封装正变得越来越关键。

Intel的先进封装技术，一方面能够提升芯片互连密度，在单个封装中集成更多功能单元，目标是到2030年在单个设备内集成1万亿个晶体管。

另一方面，它们可以满足Intel自家产品、代工客户产品的异构集成需求，让不同供应商、不同工艺打造的芯粒（Chiplet）更好地协同工作，提高灵活性和性能，降低成本和功耗。

一、EMIB

意思是“嵌入式多芯片互连桥接”，原理就像盖四合院，把不同的芯片放在同一块平面上相互连接。

传统的2.5D封装是在芯片和基板间的硅中介层上进行布线，EMIB则是通过一个嵌入基板内部的单独的芯片完成互连，可将芯片互连的凸点间距缩小到45微米，改善设计的简易性，并降低成本。

二、Foveros

3D封装技术，原理上也不复杂，就是在垂直层面上，一层一层地堆叠独立的模块，类似建摩天大楼一样。

就像大厦需要贯通的管道用于供电供水，Foveros通过复杂的TSV硅穿孔技术，实现垂直层面的互连。

Foveros最早用于Lakefiled处理器，目前正在和EMIB联手用于各类产品，最典型的就是Ponte Vecchio GPU加速器，使用了5种不同工艺、47个不同芯粒。

三、Foveros Omni

下一代封装技术，可实现垂直层面上大芯片、小芯片组合的互连，并将凸点间距继续缩小到25微米。

四、Foveros Direct

使用铜与铜的混合键合，取代会影响数据传输速度的焊接，把凸点间距继续缩小到10微米以下，从而大幅提高芯片互连密度和带宽，并降低电阻。

Foveros Direct还实现了功能单元的分区，使得模块化设计配置灵活、可定制。

2021年底，Intel还展示了最新的混合键合(hybrid bonding)，将互连间距继续微缩到惊人的3微米，实现了准单片式的芯片。

也就是说，整合封装后的互联密度、带宽都非常接近传统的单片式芯片，不同芯粒之间连接更加紧密。

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