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，关于摩尔定律放缓讨论也日益频繁。而在数据为中心的时代正在到来，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的需求，这是为什么？在很长一段时间里，芯片性能提升与功耗降低主要得益于工艺制成进步，但从16nm到7nm后，制造成本大幅上升。以数据中心和AI为代表的应用，对算力、功耗、内存带宽有更高要求，无论哪种类型的芯片，要实现每瓦高效能与低成本至关重要。
巨大的需求促使业界寻求解决方案，而台积电则毫无预兆宣布进入封装领域，其技术涵盖2D及3D封装，为手机至AI、服务器及网络提供服务。台积电既投入先进制造工艺，又推动先进封装技术发展。而格罗方德尽管放弃了7nm后续工作，却看到了未来先进封装技术作用的大势所趋。
人工智能时代对高能效、高吞吐量互连提出挑战，而先进封装技术正通过加速发展来满足这些需求。在这背后的关键，是英特尔公司集团副总裁兼封装测试技术开发部门总经理Babak Sabi的话：“先进封装是迎合多元化计算时代需求，以2D、3D等方式提升性能并减少功耗。”
英特尔院士兼技术开发部联合总监Ravi Mahajan进一步解释：“三维堆叠带来的性能我们之前无法达到的，只要平衡各方面，我们绝不会限制其应用范围。”但如何让这种先进封装实现更高性能呢？
首先，从水平（2D）层面集成更多晶体管形成SoC，但随着功能增加而体积增大，这不仅提高成本还拖慢产品发布速度。此时，便需要考虑3D堆叠方案，如英特尔Foveros，可在水平布置的小晶体管上垂直堆叠更多面积小功能简单的小晶体管，以提升功能与性能，同时直接将不同IP或不同工艺晶体管进行垂直组合，大幅度降低成本并加速产品发布。
为了构建高度集成MCP，还需一些关键基础解决带宽、功耗以及I/O的问题。除了Foveros之外，还有EMIB、高密度互连桥；Co-EMIB连接模拟器内存等；ODI全方位互连；MDIO针脚接口等新兴技术。这些建立在不同的微缩方向上：横向互连、小型裸片集成、大通孔垂直互连，以及全方位互联，以实现类似单晶片级别表现，同时保持最小化能源消耗。
然而，在普及3D封装前必须克服散热串扰应力良率等问题。此外，即便如此复杂且定制化过程中选择3D还是2.5D，一般建议基于系统约束条件或者现有架构适应性选择最佳方案。如果不能满足这两个条件，则采用传统方法即可。而对于异构系统是否能通过3D更加有效地满足大数据和AI定制化需求？Ravi Mahajan回答说，“我们的3D“积木块”可以满足各种架构需要”。
综上所述，在未来的科技发展中，专注于提高MCP中的每立方毫米空间利用率，不断扩展微缩方向，将会是一个重要趋势。不过，每个创新都伴随着挑战与机遇，与之相伴的是探索新的材料、新设备以及新设计思路，也许就在这样的道路上，我们将发现下一个重大突破点。在这个信息爆炸时代，一切皆可编程，一切皆可能成为可能，只要人类持续追求那些看似不起眼却蕴含深远意义的事物。
