Intel先进封装技术：AI时代，定制芯片不是梦！

在芯片制造领域，制程工艺一直被视为行业基石，其重要性不言而喻。然而，随着半导体工艺复杂度日益提升，制程提升的空间逐渐收窄，而市场对芯片性能的追求却从未停歇，特别是在AI时代的大潮中，这一矛盾愈发凸显。

在此背景下，封装技术的重要性逐渐浮出水面。它不仅能够持续提升芯片性能，更为芯片制造带来了前所未有的灵活性，使得理想芯片的打造成为可能，满足多样化市场需求。封装技术，正逐步成为行业的新焦点。

Intel，作为半导体行业的领军企业，半个多世纪以来始终致力于封装技术的创新与演进。最近，Intel先进系统封装与测试事业部的副总裁兼总经理Mark Gardner分享了Intel在封装技术领域的最新成果与见解。

回溯历史，在SoC单芯片时代，封装技术并未受到过多关注。但随着chiplets技术的兴起，封装技术的重要性日益显著，芯片的复杂度和优化程度呈指数级增长。以AI加速器为例，一个封装内可能集成多个芯片，包括CPU计算模块、GPU加速模块、HBM高带宽内存等，它们需要以最优方式整合，实现高性能、低延迟的互联。

Intel在封装技术方面拥有深厚的历史底蕴。从20世纪70年代的Wire-Bond引线键合封装技术，到90年代的倒装键合、陶瓷基板技术，再到近年来的EMIB 2.5D、Foveros 3D等先进技术，Intel的封装技术经历了多次革新。这些技术并非一蹴而就，而是长期积累的结果。例如，基于EMIB 2.5D的首个产品Kaby Lake-G已投产近十年，成为Intel与AMD合作的典范。

展望未来，Intel还在不断探索新的封装技术。玻璃基板（Glass Substrate）和玻璃核心（Glass Core）就是其中的代表。这些技术仍在推进中，计划在本世纪20年代后半期推出，作为整体平台的一部分。Intel认为，玻璃核心的关键在于持续扩展，包括微凸点技术、更大的基板尺寸、增强的高速传输等。

在新的市场形势下，Intel Foundry代工服务增加了系统级架构和设计服务，与产品部门深度合作，不断推出更先进、更高效的封装技术，反哺产品设计与制造。例如，几年前的数据中心GPU Max（代号Ponte Vecchio）就采用了多达5种不同制造工艺，封装了47个不同模块，耗资千亿晶体管。

Intel的封装技术组合十分丰富。传统的FCBGA（倒装芯片球栅阵列封装）分为FCBGA 2D和FCBGA 2D+两种版本，适用于不同需求。EMIB（嵌入式多芯片互连桥接）则分为EMIB 2.5D和EMIB 3.5D，前者适用于高密度芯片间连接，后者引入了3D堆叠技术，更加灵活。Foveros系列则包括Foveros 2.5D、Foveros 3D和Foveros Direct 3D，采用焊料连接芯片与晶圆，适合高速I/O与较小芯片组分离的设计。

这些封装技术并非停留在理论层面，而是已经落地商用，涉及多代产品。然而，如何为不同芯片选择最适合的封装技术仍是一大挑战。以EMIB为例，其作为AI芯片的理想选择，具有成本低、良率高、生产周期短等优势。这些优势源于EMIB桥接的小硅片设计，能够高效利用晶圆面积，提高面板利用率，适应大型复杂封装的需求。

Intel一直是2.5D封装的领导者，拥有庞大的产能。第三方数据显示，Intel EMIB 2.5D和Foveros 2.5D封装的总产能远超行业晶圆级先进封装的总产能。迄今为止，Intel已完成超过250个2.5D封装设计项目，涵盖几乎所有领域。Intel还开发了裸片测试和堆叠芯片测试技术，以确保封装过程的可靠性和良品率。

在复杂封装的测试和验证方面，Intel同样走在前列。通过将晶圆切割成单独的裸片进行测试，Intel能够在封装前就发现缺陷并及时纠正，从而提高生产效率和良品率。这一技术使得过去只能在最终测试阶段进行的工作得以提前，降低了整体风险。