在 2021 年時,英特爾公司 CEO 帕特 • 基辛格曾表示:" 基于英特爾在先進封裝領域毋庸置疑的領先性,我們正在加快制程工藝創新的路線圖,以确保到 2025 年制程性能再度領先業界。" 而在最近,英特爾更新了制程路線圖,包括 Intel 14A 制程技術、專業節點的演化版本,及全新的英特爾代工先進系統封裝及測試(Intel Foundry Advanced System Assembly and Test)能力。那麽英特爾的翻盤時間要到了嗎?
制程路線圖
英特爾在本次更新的路線圖中新增了 Intel 14A 和數個專業節點的演化版本。英特爾還證實,其 " 四年五個制程節點 " 路線圖仍在穩步推進,并将在業内率先提供背面供電解決方案。英特爾預計将于 2025 年通過 Intel 18A 制程節點重獲制程領先性。
對于演化版本,其型号後綴一般包含 "E"、"P" 或者 "T"。其中:
E 代表功能擴展(Feature Extension)
P 代表性能提升(Performance Improvement)
T 代表用于 3D 堆疊的矽通孔技術(Through-Silicon Vias)
此外,英特爾代工還宣布将 FCBGA 2D+ 納入英特爾代工先進系統封裝及測試(Intel Foundry ASAT)的技術組合之中。這一組合将包括 FCBGA 2D、FCBGA 2D+、EMIB、Foveros 和 Foveros Direct 技術。
FCBGA 2D/2D+:倒裝芯片球栅陣列(FC-BGA)是比較成熟的封裝工藝,英特爾自 2016 年就進入大批量生産階段(HVM)。擁有最大的先進熱壓縮鍵合(TCB)工具和設備庫,具有很好的良率表現;
EMIB 2.5D:嵌入式多芯片互聯橋接(EMIB)技術是一種埋入傳統有機襯底的 2.5D 封裝工藝,适合邏輯 - 邏輯芯片或邏輯 -HBM 存儲芯片的互聯封裝,2017 年開始批量生産;
Foveros 2.5D & 3D:Foveros 是一種裸片堆疊封裝技術,适合 PC 和邊緣處理器芯片的封裝設計,2019 年開始量産;
EMIB 3.5D:結合 EMIB 和 Foveros(即原來的 Co-EMIB),适合多個裸片的 3D 堆疊封裝,Intel 數據中心 GPU MAX 系列 SoC 即采用這種 3.5D 封裝;
Foveros Direct 3D: Foveros Direct 使用了銅與銅的混合鍵合取代了會影響數據傳輸速度的焊接,把凸點間距繼續降低到 10 微米以下大幅提高芯片互連密度和帶寬,并降低電阻。Foveros Direct 還實現了功能單元分區,讓模塊化設計做到配置靈活、可定制。
先進封裝爲什麽重要?
通過這次更新的制程路線圖,我們不難看出英特爾非常重視先進封裝。那麽先進封裝爲什麽重要?
雖然封裝最開始的作用隻是防水、防塵和散熱,但随着制程技術逐漸逼近物理極限,它的地位已經完全不同。
爲了滿足越來越高、越來越複雜的算力需求,同時提高能效比,追求可持續發展,先進封裝在芯片制造中的作用正變得越來越關鍵。先進封裝技術一方面能夠提升芯片互連密度,在單個封裝中集成更多功能單元。另一方面,也将支持英特爾的産品部門和代工客戶的異構集成需求,讓來自不同供應商、用不同制程節點打造的芯粒(小型的模塊化芯片)更好地協同工作,提高靈活性和性能,降低成本和功耗。目前英特爾的先進封裝有兩大支柱,分别是 EMIB 和 Foveros。
EMIB 簡單來說就是把不同的芯片放在同一塊平面上相互連接。傳統的 2.5D 封裝是在芯片和基闆間的矽中介層上進行布線,EMIB 則是通過一個嵌入基闆内部的單獨的芯片完成互連,從而将芯片互連的凸點間距降低到 45 微米,改善了設計的簡易性和成本。
Foveros 是英特爾的 3D 封裝技術,在原理上同樣并不複雜,就是在垂直層面一層一層地堆疊獨立的模塊,就像建高樓大廈一樣。而高樓需要貫通的管道用于供電供水,Foveros 就是通過複雜的矽通孔技術實現垂直層面的互連。
産品方面
按照英特爾制程路線圖上的時間表來看,英特爾會在 2025 年通過 Intel 18A" 翻盤 "。但是制程路線圖上的時間表隻是 " 工藝的時間表 ",而不是産品落地的時間表。英特爾具體能否翻盤還是要看采用相關工藝的産品何時落地。
在消費級領域,英特爾于 2023 年 10 月發布了英特爾酷睿第 14 代台式機處理器。英特爾酷睿第 14 代處理器的 " 主要工藝 " 是 Intel 7。
英特爾于 2023 年 12 月發布了産品代号爲 Meteor Lake 的英特爾酷睿 Ultra 處理器。英特爾酷睿 Ultra 處理器的 " 主要工藝 " 是 Intel 4。
而在服務器領域,英特爾于 2023 年 12 月發布了第五代英特爾至強可擴展處理器,第五代英特爾至強可擴展處理器的 " 主要工藝 " 是 Intel 7。
由此可見,工藝時間表和産品落地的時間表之間存在着一定的延遲。