每一次科技的飞跃,都离不开芯片的无私奉献。从摩尔定律到数据中心与AI的崛起,芯片在1986年后的性能不断提升、功耗持续降低。但2015年后,技术进步遇到了瓶颈,而数据中心和AI对芯片的要求却日益增长。这是为什么先进封装技术成为众望所归?
首先,我们必须认识到,工艺制程虽然推动了芯片性能,但成本却在逐渐增加。然而,数据中心和AI需要的是更高算力、更低功耗以及更宽内存带宽,这些都难以通过单纯提高工艺制程来实现。而此时,先进封装技术正被视为解决这一难题的关键。
台积电作为晶圆代工厂,不仅投入于制造新一代半导体,也致力于开发先进封装技术。格罗方德虽然暂停7nm工艺,但也看好未来3D封装技术将如何满足大数据时代对互连需求。在这场竞赛中,英特尔作为IDM厂商,以其垂直集成能力展现出独特优势。
英特尔集团副总裁兼封装测试技术开发部门总经理Babak Sabi指出,先进封装技术正迎合多元化计算时代,为2D和3D封装提供了灵活性。而英特尔院士兼技术开发部联合总监Ravi Mahajan强调,在驱动力的讨论中,大数据与人工智能是最重要两个因素,它们促使3D封装得以发展。
那么,这些先进的3D封装又是如何满足高性能需求的?它们不仅可以水平堆叠更多小芯片,而且能够实现垂直堆叠,从而提升功能密度并降低成本。此外,由于这些设计可以直接集成不同IP、不同工艺的小芯片,无需重新设计或测试,即可节省时间及成本。
为了构建高密度多核心处理器(MCP),英特尔提出了EMIB、Co-EMIB、ODI等关键基础技术。这些创新方案包括嵌入式多管芯互连桥(EMIB)、协同嵌入式互连桥(Co-EMIB)、全方位互连接接口(ODI)以及模块间交换接口(MDIO)。它们各自专注于不同的应用需求,但并不排斥相结合使用,以达到最佳效能。
不过,对于广泛采用3D封裝技術仍有几个挑战。一方面,是确保系统层面没有约束条件限制其使用;另一方面,是选择适合当前架构的一种“积木块”进行堆叠。此外,还需考虑散热问题,以及应力、串扰和良率等其他挑战。
综上所述,让我们期待在未来的科技征途中,与诸如台积电、格罗方德及英特尔这样的领军企业携手共创,让先进微电子学带来新的革命,使得我们的数字世界更加璀璨夺目!