在本周旧金山举办的SEMICON West大会上,Intel介绍了三项全新的先进芯片封装技术,并推出了一系列全新基础工具,包括EMIB、Foveros技术相结合的创新应用,新的全方位互连(ODI)技术等。作为芯片制造过程的最后一步,封装在电子供应链中看似不起眼,却一直发挥着极为关键的作用。

作为处理器和主板之间的物理接口,封装为芯片的电信号和电源提供着陆,尤其随着行业的进步和变化,先进封装的作用越来越凸显。

另一方面,半导体工艺和芯片架构的日益复杂,传统SoC二维单芯片思路已经逐渐行不通,chiplet多个小芯片封装成为大势所趋。

Intel正是利用先进技术,将芯片和小芯片封装在一起,达到SoC的性能,而异构集成技术提供了前所未有的灵活性,能够混搭各种IP和工艺、不同的内存和I/O单元,Intel的垂直集成结构在异构集成时代尤其独具优势。

Intel此次公布的三项全新封装技术分别是:

一、Co-EMIB

利用利用高密度的互连技术,将EMIB(嵌入式多芯片互连桥接) 2D封装和Foveros 3D封装技术结合在一起,实现高带宽、低功耗,以及相当有竞争力的I/O密度。

Co-EMIB能连接更高的计算性能和能力,让两个或多个Foveros元件互连从而基本达到SoC性能,还能以非常高的带宽和非常低的功耗连接模拟器、内存和其他???。

Foveros 3D封装是Intel在今年初的CES上提出的全新技术,首次为CPU处理器引入3D堆叠设计,可以实现芯片上堆叠芯片,而且能整合不同工艺、结构、用途的芯片,相关产品将从2019年下半年开始陆续推出。

二、ODI

ODI全程Omni-Directional Interconnect,也就是全方位互连技术,为封装中小芯片之间的全方位互连通信提供了更大的灵活性。

ODI封装架构中,顶部的芯片可以像EMIB下一样,与其他小芯片进行水平通信,还可以像Foveros下一样,通过硅通孔(TSV)与下面的底部裸片进行垂直通信。

ODI利用更大的垂直通孔,直接从封装基板向顶部裸片供电,比传统硅通孔更大、电阻更低,因而可提供更稳定的电力传输,同时通过堆叠实现更高的带宽和更低的时延。

此外,这种方法减少了基底芯片所需的硅通孔数量,为有源晶体管释放更多的面积,并优化了裸片的尺寸。

三、MDIO

基于高级接口总线(AIB)物理层互连技术,Intel发布了这种名为MDIO的全新裸片间接口技术。

MDIO技术支持对小芯片IP??榭獾哪?榛低成杓?,能效更高,响应速度和带宽密度可以是AIB技术的两倍以上。

Intel强调,这些全新封装技术将与Intel的制程工艺相结合,成为芯片架构师的创意调色板,自由设计创新产品。

Foveros封装流程图解:

小芯片与晶圆结合

小芯片与晶圆底部填充

晶圆成模

成模与小芯片稀薄

硅通孔露出

互连镀层

回流焊接

Foveros堆栈成型

EMIB互连

HBM显存与收发器

Foveros堆栈连接

ODI封装主要特性图解:

小芯片硅通孔裸片

有机封装

裸片间高带宽低延迟通信

硅通孔裸片面积最小化

封装直接供电

灵活设计

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