作者:周源/华尔街见闻
自新CEO陈立武上任以来,英特尔基本盘看来日益稳固,而新技术也进展颇大。
最近,英特尔在电子元件技术大会(ECTC)上披露了多项芯片封装技术突破,尤其是EMIB-T,用于提升芯片封装尺寸和供电能力,以支持HBM4/4e等新技术。
此外还包括新分散式散热器设计和新的热键合技术,可提高可靠性和良率,并支持更精细的芯片间连接。
EMIB-T(Embedded Multi-die Interconnect Bridge with TSV):是嵌入式多芯片互连桥接封装技术的重大升级版本,专为高性能计算和异构集成设计。
EMIB-T的技术升级主要集中在三个方面:引入TSV垂直互连、集成高功率MIM电容器和跃升封装尺寸与集成密度。
首先,在传统EMIB的硅桥结构中嵌入硅通孔(TSV),实现了多芯片间的垂直信号传输。
与传统EMIB的悬臂式供电路径相比,TSV从封装底部直接供电,将电源传输电阻降低30%以上,显著减少了电压降和信号噪声。
这项设计使其能稳定支持HBM4和HBM4e等高带宽内存的供电需求,同时兼容UCIe-A互连技术,数据传输速率可达32 Gb/s+。
其次,为应对高速信号传输中的电磁干扰问题,EMIB-T在桥接器内部集成了高密度金属-绝缘体-金属(MIM)电容器,可有效抑制电源噪声,确保信号完整性。
这一创新使EMIB-T在复杂异构系统中保持稳定的通信性能,尤其适用于AI加速器和数据中心处理器等对信号质量要求极高的场景。
第三,EMIB-T支持最大120x180毫米的封装尺寸,单个封装可集成超过38个桥接器和12个矩形裸片(die),凸块间距已实现45微米,未来计划进一步缩小至35微米甚至25微米。
这种高密度集成能力为Chiplet设计提供了更灵活的架构,比如在单个封装中整合CPU、GPU、HBM内存和AI加速模块,显著提升系统级性能。
这项新技术将为英特尔代工厂拥有。
英特尔代工厂旨在利用尖端工艺节点技术,为英特尔内部和外部公司生产芯片。
现代处理器越来越多地采用复杂的异构设计,将多种类型的计算和内存组件集成到单个芯片封装中,从而提升性能、成本和能效。
这些芯片设计依赖于日益复杂的先进封装技术,而这些技术是异构设计的基石。
因此,为了与台积电等竞争对手保持同步,英特尔必须持续推进全新芯片技术的研发进程。
英特尔的这项EMIB-T技术,最初曾在5月英特尔的Direct Connect发布,它将硅通孔(TSV)融入已广泛使用的EMIB技术——一种嵌入封装基板的硅桥,可在芯片/裸片之间提供通信和电源管道。
EMIB-T延续了传统EMIB的2.5D封装优势(如灵活的芯片布局),同时通过TSV向3D封装(如Foveros)靠拢。
TSV的垂直互连路径比传统封装走线缩短50%+,不仅提升了数据传输速率(带宽提升约 20%),还降低了通信延迟(延迟减少约15%)。
这种混合架构使EMIB-T能在更大芯片尺寸下实现高密度集成,为未来异构计算平台提供关键支撑。
同时,使用TSV也提升了芯片间的通信带宽,从而能集成高速HBM4/4e内存封装,而使用UCIe-A互连技术,将数据传输速率也提升至32 Gb/s+。
EMIB-T支持有机基板和玻璃基板,后者凭借更高的平整度和热稳定性,可实现更精细的互连(如25微米凸块间距)和更高效的信号传输,这是英特尔未来封装战略的重点方向。
为配合英特尔同期推出的分解式散热器技术,EMIB-T可将热界面材料(TIM)的焊料空隙减少25%,并支持集成微通道的散热器,适用于热设计功耗(TDP)高达1000W的芯片封装,解决了高性能计算中的散热难题。
这表明,英特尔正在从多个角度解决芯片散热问题。
新型热压粘合工艺通过最小化热差,提升了大型封装基板的制造良率和可靠性,进一步增强了EMIB-T的工业化部署能力。
EMIB-T的核心目标是满足HBM4内存和UCIe互连需求,这使其成为AI加速器、数据中心处理器和超算芯片的理想封装方案。
通过TSV供电和MIM电容器的协同作用,EMIB-T可稳定支持HBM4的3.2 TB/s带宽,为大模型训练和推理提供高效的内存访问能力。
随着半导体行业向Chiplet设计转型,EMIB-T为多来源芯片(如英特尔CPU、第三方GPU和内存)的集成提供了统一封装平台。
这不仅降低了客户的研发风险,还通过高密度互连和低功耗设计提升了系统级能效比。目前,AWS、思科等企业已与英特尔合作,将EMIB-T应用于下一代服务器和网络设备。
EMIB-T的推出,标志着英特尔在先进封装领域的技术追赶努力。
与台积电的CoWoS相比,EMIB-T在电源完整性和信号稳定性维度更具优势,而Foveros-R和Foveros-B等衍生技术(如采用重布线层和桥片的封装)则进一步拓展了其应用场景。
此外,西门子EDA已推出基于TSV的EMIB-T参考流程,从热分析到信号完整性构建了完整的工具链,加速了该技术的商业化落地。
陈立武的努力,不止于推进英特尔的新封装技术努力层面,也以更具有“诚意”的开放策略——为完全不使用任何英特尔制造组件的芯片提供封装服务——有助于英特尔芯片制造服务与潜在的新客户建立关系。
英特尔计划在2025年下半年实现EMIB-T封装的量产,并逐步将凸块间距从45微米缩小至25微米,以支持更高密度的芯片集成。
随着玻璃基板技术的成熟,EMIB-T有望在2028年实现单个封装集成超过24颗HBM,进一步推动内存带宽的突破。
这一技术不仅是英特尔代工厂战略的重要组成部分,也将对全球半导体封装技术的发展方向产生深远影响。