封裝對(duì)于集成電路來(lái)講是最主要的工具，先進(jìn)的封裝方法可以顯著地幫助提高IC性能。了不起的是，這些技術(shù)中有許多已經(jīng)足夠成熟，而且已經(jīng)存在足夠長(zhǎng)的時(shí)間，現(xiàn)在甚至連初創(chuàng)公司和大學(xué)都可以使用它們。

雖然這些技術(shù)中已經(jīng)被代工廠所采納，但最新最有前途的一項(xiàng)技術(shù)——chiplets，還不成熟。英特爾的Ramune Nagisetty表示，對(duì)于提高技術(shù)水平，目前最缺的是在先進(jìn)封裝中混合和匹配硅元件創(chuàng)造更標(biāo)準(zhǔn)化的接口。這樣做的目的可以降低在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮作用的障礙。

啟和科技流程和產(chǎn)品集成總監(jiān)Nagisetty是英特爾的封裝專家;英特爾作為美國(guó)先進(jìn)半導(dǎo)體工藝技術(shù)的最后堡壘之一，他們認(rèn)為先進(jìn)的封裝技術(shù)將作為未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。Nagisetty表示，英特爾對(duì)其每一個(gè)封裝載體都有一個(gè)技術(shù)路線圖，就像它一直對(duì)工藝技術(shù)有路線圖一樣。

封裝一直是半導(dǎo)體行業(yè)沒(méi)有多大吸引人的領(lǐng)域，但大約15年前，它開(kāi)始走向舞臺(tái)，封裝技術(shù)可能成為一個(gè)性能瓶頸，但只要稍加創(chuàng)新，不僅可以避免這個(gè)瓶頸，而且新的封裝方法可以提高IC性能。

英特爾這樣做已經(jīng)有一段時(shí)間了。據(jù)Nagisetty介紹，為了提供異構(gòu)芯片的高密度互連，英特爾在2008年提出了嵌入式多芯片互連橋接技術(shù)(EMIB)技術(shù)。

EMIB是2.5D技術(shù)的一個(gè)變種。2.5D封裝的常用方法是使用硅中介層，它是夾在兩片芯片之間的一層帶孔的硅。英特爾認(rèn)為中介層有些太大，所以它的EMIB使用了一個(gè)有多個(gè)路由層的橋接器。

Nagisetty：“新技術(shù)在開(kāi)始使用之前需要一個(gè)臨界點(diǎn)，”轉(zhuǎn)折點(diǎn)是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工智能架構(gòu)。 “這是很重要的一點(diǎn)——它顯示了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的可行性，并且在封裝內(nèi)產(chǎn)生了加速器和高帶寬內(nèi)存——這為將內(nèi)存嵌入封裝內(nèi)奠定了根基?！?/p>

英特爾于2014年首度發(fā)表EMIB，表示該技術(shù)是2.5D封裝的低成本替代方案

如今在傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝微縮技術(shù)變得越來(lái)越復(fù)雜且昂貴的此刻，像EMIB這樣能實(shí)現(xiàn)高性能芯片組的低成本、高密度封裝技術(shù)日益重要。臺(tái)積電(TSMC)所開(kāi)發(fā)的整合型扇出技術(shù)(InFO)也是其中一種方案，已被應(yīng)用于蘋果(Apple) iPhone的A系列處理器。

英特爾一直將EMIB幕后技術(shù)列為“秘方”，包括所采用的設(shè)備以及在芯片之間打造簡(jiǎn)化橋接的方法；不過(guò)該公司打算將AIB變成一種任何封裝技術(shù)都能使用、連接“小芯片”的標(biāo)準(zhǔn)接口，以催生一個(gè)能支持自家產(chǎn)品的零件生態(tài)系統(tǒng)。

從歷史上看，半導(dǎo)體行業(yè)的總體發(fā)展將越來(lái)越多的功能集成到芯片上，但對(duì)于一些先進(jìn)集成電路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，這或許是不可能的。

首先，一個(gè)公司不可能把一些應(yīng)用程序所需的所有電路放在一個(gè)巨大的模具上，從生產(chǎn)的角度來(lái)看，模具的尺寸是有限的。

Nagisetty指出:“推動(dòng)這一趨勢(shì)的第二點(diǎn)是，重復(fù)使用的設(shè)計(jì)成本不斷上升，以及特定技術(shù)節(jié)點(diǎn)對(duì)IP可移植性的需求?！睙o(wú)論是針對(duì)移動(dòng)設(shè)備還是高性能，邏輯技術(shù)正變得越來(lái)越專業(yè)化，在先進(jìn)集成電路設(shè)計(jì)中，幾乎不需要在相同的技術(shù)節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)SerDes。更重要的是，有可能將某一項(xiàng)技術(shù)(例如SerDes)定制為一個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)。

Nagisetty引用了Intel Stratix FPGA的例子：有一個(gè)Stratix FPGA菜單，在六個(gè)不同的技術(shù)節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行，可從三個(gè)不同的工廠獲得?！拔艺J(rèn)為Stratix是第一個(gè)達(dá)到每秒58千兆字節(jié)的產(chǎn)品。”“它使我們更具競(jìng)爭(zhēng)力，并率先以高速SerDes進(jìn)入市場(chǎng)?！?/p>

使用高級(jí)封裝的第三個(gè)原因是獲得敏捷性和靈活性?！皩?duì)于不同技術(shù)，chiplets在混合和匹配的價(jià)值正變得越來(lái)越明顯?！?/p>

Nagisetty表示，英特爾的Kaby Lake G和Lakefield產(chǎn)品就是兩個(gè)很好的例子。