Intel吹嘘其美国先进封装在下一代AI半导体中的能力,将自己定位为地缘政治支持的TSMC国内替代品。
随着人工智能对计算能力的需求达到前所未有的水平,半导体行业已经超越了单个大型芯片的时代。先进封装技术——将多个专业芯片相互连接的工艺——使它们能够作为统一的强大系统运作,能够以前所未有的速度处理海量工作负载。
英特尔多年来在国内外都一直在开创先进芯片封装技术。这仍然是创建当今技术产品多芯片封装的最关键组成部分之一。
**美国先进封装:英特尔的里奥朗乔设施**
在英特尔位于新墨西哥州里奥朗乔的设施,先进封装技术正在扩展"掩模版极限"——将封装规模扩大至当今行业标准的8倍,到2028年将超过12倍。该业务已从单个大芯片时代演变为英特尔所称的"硅马赛克",其中专业芯片在单个巨大封装内相互连接。
"在20世纪80年代,该工厂是6英寸晶圆制造的领导者。如今40多年过去了,形势已经反转,该工厂现在是美国先进封装领域的领导者,"英特尔Fab 9先进封装工厂经理凯蒂·普鲁特解释说。
为了满足人工智能的巨大需求,英特尔通过Foveros堆叠和EMIB互连来推进物理边界。"一些客户首先来找我们寻求先进封装,"普鲁特指出。"当我们成功为这些客户交付产品时,他们对英特尔作为代工商的信任和信心会继续增长。"
里奥朗乔工厂从1980年的25名员工增长到今天的2,700名员工,由500家供应商支持,向市场提供关键的美国先进封装技术。
**Foveros:英特尔的先进封装工艺**
Fab 9的一个关键工艺使用Foveros技术将较小的专业芯片小片——芯粒——连接到单个高性能系统中,该技术将这些芯粒附着到硅中介层上,类似于披萨面包皮。
"在工厂内,芯片贴装工具是英特尔Foveros先进封装工艺的第一步,"Fab 9首席工程师克里斯·塞伯特解释说。"如果我们使用食物类比,这个工具将'披萨面包皮'或硅晶圆引入,以及你想要的任何'披萨配料'或专业芯粒,我们将其输入到这台机器的另一侧,它将它们贴附到面包皮的顶部。"
然后晶圆移动到一个类似烘烤的工具,将系统融合在一起。完成后,一个称为FOUP(前开口统一容器)的头顶机器人轨道系统将晶圆运输到另一台机器,在那里环氧树脂填充"披萨配料"下方和周围,将所有东西固定到位。
最后,水冷刀片精确地将晶圆切割成单个封装。"该工艺的优点是它让我们能够将来自不同设计或不同工艺节点的许多不同芯片全部组合在一个晶圆上,"塞伯特说。
使用Foveros,单个芯粒作为单个强大单元运行,可以更快地运行同时处理大规模工作负载。该技术通过将功耗高的电路放置在更高效的工艺节点上来延长电池寿命,使笔记本电脑能够变得更薄,并使边缘计算设备能够适应更小的空间而不会牺牲性能。更多功能可以集成到更小的占地面积中,从工厂车间到桌面。
**EMIB:嵌入式多芯片互连桥技术**
EMIB(嵌入式多芯片互连桥)是另一项关键的先进封装技术,其中专业芯片通过微小的硅桥在封装上连接在一起。这种方法使不同的芯片能够作为单个单元运行,提供人工智能所需的巨大功率,同时提高效率并降低制造成本。
与使用昂贵的硅中介层作为芯片之间连接层的其他代工商不同,英特尔仅在需要的地方嵌入微小的高速硅桥——这是一条数据捷径,可以削减成本并将芯粒的"硅马赛克"转变为人工智能强大引擎。当大型数据中心芯片并排放置时,EMIB在其下方直接创建一条桥梁,使它们能够高效通信。
**EMIB-T:最新发展**
在2026年,EMIB-T代表最新的进步,通过桥梁添加通道直接为芯片供电,而不是绕过它们。这改进了最新高带宽内存(HBM)技术所需的电源效率和信号路由。
只有英特尔代工服务能够将来自不同来源的芯粒直接混合和匹配到行业最大的基板上,提供构建驱动当今数据中心的大规模并排人工智能引擎所需的灵活性。