步入AI時代，在制程技術(shù)之外，先進(jìn)封裝已經(jīng)成為半導(dǎo)體行業(yè)的“新寵”。何為先進(jìn)封裝？簡單來說，就是把多個芯片集成到同一設(shè)備中的技術(shù)。

在AI芯片的制造過程中，采用先進(jìn)封裝的優(yōu)勢是多方面的：首先，AI芯片需要處理大量數(shù)據(jù)，先進(jìn)封裝能夠?qū)崿F(xiàn)芯片間的高速互連，從而提升數(shù)據(jù)傳輸速度、提高數(shù)據(jù)吞吐量；其次，AI芯片的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，先進(jìn)封裝支持異構(gòu)集成，可以將CPU、GPU、NPU、I/O等功能單元連接在一起妥善運(yùn)行；第三，AI芯片需要有極高的算力，先進(jìn)封裝可以改善系統(tǒng)密度，增加單個設(shè)備內(nèi)的晶體管數(shù)量，同時也具有良好的可擴(kuò)展性；最后，在采用先進(jìn)封裝的設(shè)備中，不同的芯片可以采用來自不同廠商的不同制程節(jié)點制造，既提升了靈活性，也有助于降低成本。

目前，業(yè)界主要的先進(jìn)封裝技術(shù)包括TSMC的CoWoS和CoPoS，英特爾的EMIB、Foveros和Foveros Direct等等。芯片設(shè)計公司對先進(jìn)封裝的需求不斷水漲船高，而TSMC的產(chǎn)能有限，這為其它廠商帶來了巨大機(jī)遇。近期，英特爾在先進(jìn)封裝領(lǐng)域進(jìn)展頗多。3月，英特爾宣布位于馬來西亞檳城的先進(jìn)封裝工廠將于今年晚些時候全面投產(chǎn)；據(jù)《連線》報道，谷歌和亞馬遜正在與英特爾就先進(jìn)封裝代工進(jìn)行洽談。

產(chǎn)能之外，英特爾的先進(jìn)封裝在技術(shù)水平和對AI架構(gòu)的支持上同樣具備相當(dāng)?shù)母偁幜Α＠?，?.5D封裝而言，其它廠商采用的方式是在所有芯片下方單獨(dú)放置一層硅中介層，通過中介層實現(xiàn)互連。然而，一旦中介層的尺寸超過一定限度，其制造成本和難度就會飆升，隨著AI芯片變得越來越大，這一問題日益凸顯。

英特爾的EMIB（嵌入式多芯片互連橋接）技術(shù)則“另辟蹊徑”，先在晶圓上制造作為硅橋的芯片，因為面積相對較小，晶圓利用率可達(dá)90%，幫助客戶降低成本、提高效率。這些硅橋隨后被嵌入到大尺寸有機(jī)矩形面板中，大面板再被分割成若干矩形基板。隨后，將各種功能單元連接到基板上，硅橋只在需要的地方提供局部的高密度互連。EMIB的演進(jìn)版本EMIB-T則增加了硅通孔，能夠?qū)崿F(xiàn)垂直電源傳輸，并降低直流和交流噪聲帶來的信號串?dāng)_。

相比之下，基于硅中介層的解決方案則需要與整個封裝的尺寸相匹配，對于尺寸大于8倍光罩復(fù)合體的大型設(shè)備來說，這會將晶圓利用率降低至60%，同時，中介層必須貼附到基板上，會占用大量空間。

換言之，因為硅橋直接嵌入基板內(nèi)部，EMIB和EMIB-T技術(shù)能夠隨著封裝尺寸的增大不斷擴(kuò)展，這是硅中介層無法實現(xiàn)的。目前，英特爾代工能夠?qū)崿F(xiàn)的最大芯片復(fù)合體尺寸約為光罩尺寸的6倍，到2026年底，這一數(shù)字將達(dá)到8倍以上（約6800平方毫米），到2028年，將進(jìn)一步增加到光罩尺寸的12倍以上（約10000平方毫米），容納16個或更多的HBM4/HBM5堆疊和30個或更多的EMIB-T硅橋。

英特爾代工還提供其它的先進(jìn)封裝技術(shù)，共同組成一套完備的產(chǎn)品組合：Foveros-S是英特爾版本的硅中介層解決方案；Foveros-R提供基于重布線層的中介層，具有更大的靈活性，有助于客戶進(jìn)一步優(yōu)化成本；Foveros Direct則通過混合鍵合技術(shù)，將芯片垂直堆疊，實現(xiàn)真正的3D封裝。此外，EMIB與 Foveros 系列技術(shù)相結(jié)合，可實現(xiàn)3.5D集成。在此架構(gòu)中，多個垂直堆疊的芯片組通過EMIB進(jìn)行橫向互連，從而為構(gòu)建更大、更快、更高效的多芯片AI和系統(tǒng)提供了可擴(kuò)展的模塊化平臺。

之所以英特爾先進(jìn)封裝技術(shù)的前景值得期待的，除了上述技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新，還有公司文化層面的轉(zhuǎn)變?？蛻艨梢赃x擇在制造流程的任何環(huán)節(jié)使用英特爾的服務(wù)，可以從另一家供應(yīng)商購買晶圓，然后到英特爾的晶圓廠進(jìn)行封裝，也可以先找另一家供應(yīng)商代工傳統(tǒng)的芯片封裝，再和英特爾合作進(jìn)行先進(jìn)封裝。從“不接受其它代工廠的晶圓”，到“將滿足客戶需求放在首位”，英特爾已經(jīng)開始理解代工廠與客戶建立信任關(guān)系的真諦所在。

審核編輯 黃宇