中国芯片惊天骗局数据中心与AI背后的先进封装技术奇迹

每一次科技的飞跃,都离不开芯片的支持。更准确地说,是芯片的多核设计和半导体工艺进步,让芯片自1986年起性能不断提升、功耗不断降低。但自2015年以来,芯片性能提升越来越难,关于摩尔定律放缓的讨论也日益增多。而在数据为中心时代的到来中,数据中心和AI对芯片提出了更高要求。

此时,先进封装技术获得了越来越多关注,并被寄希望于满足数据中心和AI需求,这是为什么?首先,从16nm到7nm,晶圆制造成本大幅上升,但以数据中心和AI为代表应用,对算力、功耗、内存带宽等都有更高要求,无论哪种类型芯片,要实现每瓦更高性能与更低成本都是至关重要。

巨大的市场需求促使业界寻求解决方案。2011年,台积电宣布进入封装领域,其技术涵盖2D及3D,不仅面向手机,也涉及AI、服务器与网络。台积电同时投入制造新工艺,同时进军先进封装技术。另一家晶圆代工厂格罗方德虽然停止了7nm后续工作,但仍看到了先进封装技术未来作用的大势所趋。

格罗方德平台首席技术专员John Pellerin表示,在大数据与认知计算时代,先进封装正在发挥比以往更多作用。在人工智能发展过程中,对于高能效、高吞吐量互连有着迫切需求,而这正通过先进封装加速发展来满足。

然而提及先进封装,我们不能忽视英特尔。在提供晶圆代工服务方面,与台积电不同的是英特尔作为IDM(垂直集成)厂商,可以从晶体管再到系统层面的集成,在封装领域自然拥有独到的优势。

英特尔公司集团副总裁兼测试开发部门总经理Babak Sabi指出:“三维堆叠不仅可以提升性能,还能降低功耗。”而院士兼开发部联合总监Ravi Mahajan则强调:“三维堆叠不是为了限制,而是为了释放潜能。”

那么如何才能通过这些前沿技术实现真正意义上的突破呢?答案在于创新性的微缩方向:水平互连、二维裸片叠加、三维全局互连接接,以及基于这些基础解决带宽、功耗以及I/O问题的问题创新性解决方案,如EMIB、Co-EMIB、ODI和MDIO等技術。

最终将会看到一个既可匹敌单一晶圆,又能够降低能源消耗的“超级”组合——这是未来的梦想。而对于是否采用3D或其他方式进行定制化设计,这需要考虑许多因素,其中包括顶层底层裸片精准调优以及散热串扰应力良率等复杂问题。此外,还需进一步探索如何克服垂直堆叠带来的散热挑战,以确保其广泛应用。

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