英特尔将其EMIB互连技术与传统的2.5D技术进行了比较,并展示了其在设计先进封装芯片方面的优势。英特尔的EMIB技术已被用于多种芯片,其中大部分来自英特尔自身。他们已在Ponte Vecchio、Sapphire Rapids、Granite Rapids、Sierra Forest以及即将推出的Clearwater Forest系列产品中使用了这种互连解决方案。

英特尔已经展示了其计划如何为下一代芯片(无论是自用还是为其代工客户)扩展先进封装能力。该公司重点介绍了利用EMIB和其他多项内部封装技术的大型封装方案。所有这些都将是为数据中心设计的先进芯片解决方案,内含多个小芯片,并通过EMIB互连技术连接。
竞争对手(如台积电)的先进封装技术基于2.5D和3D封装。台积电的2.5D封装并非使用像EMIB那样的小型互连桥,而是在芯片(小芯片)与封装基板之间采用硅中介层。互连通过硅内部的一系列导线实现,即我们所知的TSV(硅通孔)。这些导线用于连接多个芯片。
据英特尔称,2.5D封装技术存在某些缺点。首先,你需要为仅用于连接导线的硅材料支付额外费用,而且芯片越大,由于设计复杂性增加和TSV导致的良率降低,封装解决方案的成本就越高。
该技术在可实现的最大尺寸方面也存在一些限制。这导致在芯片组合上缺乏灵活性,难以将各种计算芯片和内存芯片混合搭配在一起。
而采用EMIB,则消除了芯片与封装之间对硅中介层的需求。这些小型桥接器嵌入在基板内部,可以安装在任意两个需要连接的芯片之间。这并非新技术,因为EMIB已存在一段时间,但对其本身而言是一个很好的回顾。EMIB有两个主要变体,详情如下:
EMIB 2.5D
嵌入式多芯片互连桥2.5D。
高效、经济地连接多个复杂芯片。
用于逻辑-逻辑以及逻辑-高带宽内存(HBM)的2.5D封装。
EMIB-M在桥接器中包含MIM电容器。EMIB-T则在桥接器中增加了TSV。
硅桥嵌入封装基板,实现芯片边缘到边缘的连接。
EMIB-T可以简化从其他封装设计集成IP的过程。
简化的供应链和组装流程。
生产验证:自2017年起与英特尔及外部硅芯片一起投入大规模生产。
EMIB 3.5D
嵌入式多芯片互连桥3.5D与Foveros封装于一体。
支持使用多种芯片构建灵活的异构系统。
非常适合需要将多个3D堆栈组合在一个封装内的应用。
英特尔数据中心GPU Max系列SoC:使用EMIB 3.5D创造了英特尔有史以来大规模生产的最复杂异构芯片,拥有超过1000亿个晶体管、47个有源芯片块、5种工艺节点。
因此,就优势而言,英特尔的EMIB先进封装解决方案不仅提供了放置芯片的灵活性,还允许在两个维度上进行扩展,这是使用2.5D方法无法实现的。英特尔为其EMIB技术列出的三个关键优势是:正常的封装良率范围、成本节约机会以及设计简便。
随着英特尔更深入地涉足其晶圆厂业务,并希望其未来技术(如14A)获得更多关注,先进封装解决方案将变得更加重要。其EMIB技术的进步,例如“T”变体和Foveros封装,已经吸引了一些重要客户,这加剧了迄今为止由台积电主导的芯片制造业务内部的竞争。一切都有赖于14A工艺为英特尔团队带来巨大成功,并在美国本土开启先进芯片生产的新时代。



