步入AI時代，在制程技術(shù)之外，先進封裝已經(jīng)成為半導體行業(yè)的“新寵”。何為先進封裝？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)復雜，先進封裝支持異構(gòu)集成，可以將CPU、GPU、NPU、I/O等功能單元連接在一起妥善運行；第三，AI芯片需要有極高的算力，先進封裝可以改善系統(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展性；最后，在采用先進封裝的設(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遇。近期，英特爾在先進封裝領(lǐng)域進展頗多。3月，英特爾宣布位于馬來西亞檳城的先進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封裝代工進行洽談。

產(chǎn)能之外，英特爾的先進封裝在技術(shù)水平和對AI架構(gòu)的支持上同樣具備相當?shù)母偁幜?。例如，?.5D封裝而言，其它廠商采用的方式是在所有芯片下方單獨放置一層硅中介層，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擾。

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)的最大芯片復合體尺寸約為光罩尺寸的6倍，到2026年底，這一數(shù)字將達到8倍以上（約6800平方毫米），到2028年，將進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)提供了可擴展的模塊化平臺。

之所以英特爾先進封裝技術(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。客戶可以選擇在制造流程的任何環(huán)節(jié)使用英特爾的服務，可以從另一家供應商購買晶圓，然后到英特爾的晶圓廠進行封裝，也可以先找另一家供應商代工傳統(tǒng)的芯片封裝，再和英特爾合作進行先進封裝。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