AI时代芯片新引擎：封装技术成焦点，英特尔引领潮流，芯片封装新时代：封装技术崛起与英特尔的创新之路

在芯片制造领域，随着制程工艺提升空间变小，封装技术的重要性愈发凸显。介绍了封装技术在芯片制造中的关键作用，以及英特尔提出的相关技术和其完整的先进封装产品组合，还阐述了英特尔在封装产能、技术协同和代工服务等方面的优势及合作情况。

在芯片制造的广阔领域中，制程工艺的重要性可谓是众人皆知，它宛如芯片行业这座大厦的坚实根基。然而，随着半导体工艺的发展，其复杂程度与日俱增，进一步提升的空间也变得越来越小。与此同时，人们对于芯片性能的追求却好似永不停歇的列车，尤其是在踏入崭新的AI时代之后，这种对高性能芯片的渴望变得更为迫切。

在这样的背景下，封装技术的重要性如同夜空中逐渐升起的明星，愈发闪耀。它不仅能够持续提升芯片的性能，更为芯片制造带来了极大的灵活性。借助封装技术，人们就像拥有了神奇的画笔，可以随心所欲地勾勒出理想芯片的模样，满足各种各样不同的需求。

回顾以往的SoC单芯片时代，封装技术常常被人们所忽视。但近年来，随着chiplets芯粒的兴起与流行，封装技术瞬间变得至关重要起来。芯片的复杂度和优化程度也如同指数函数一般，呈现出飞速增长的态势。

以一个AI加速器为例，在一个小小的封装内部，会集成多个不同功能的芯片，其中包括但不限于CPU计算模块、GPU加速模块、HBM高带宽内存以及其他各种各样的IP。这就需要将它们以最为合理的方式整合在一起，让每一个芯片都能充分发挥出自己的最大性能，同时还要实现高带宽、低延迟的互联。这一系列的要求，让封装技术真正走到了舞台的前台，成为了整个行业关注的焦点。

另外，英特尔近期还提出了玻璃基板（Glass Substrate）、玻璃核心（Glass Core）的概念，目前这一技术仍在积极推进当中。英特尔计划在本世纪20年代后半期（也就是2025 – 2030年间）将其作为整体平台的一部分推出。英特尔认为，玻璃核心的关键之处在于能够实现持续扩展，这其中包括微凸点技术的提升、更大的基板尺寸以及增强的高速传输等方面。

这便是英特尔代工完整的先进封装产品组合。最左边是FCBGA（倒装芯片球栅阵列封装），它拥有两种不同的版本，分别是FCBGA 2D和FCBGA 2D +。其中，FCBGA 2D属于传统的有机FCBGA封装，目前仍在大规模量产中，非常适合那些低成本的简单产品，因为这些产品不需要高速I/O或芯片间高带宽连接。而FCBGA 2D +则增加了基板层叠技术（Substrate Stacking），适合芯片本身结构并不复杂，但主板连接部分尺寸较大的产品，在成本方面具有明显优势，尤其是在网络和交换设备领域。

中间的是EMIB（嵌入式多芯片互连桥接），同样也有两种版本，即EMIB 2.5D和EMIB 3.5D。EMIB 2.5D主要面向单层芯片，同时也可以进行HBM堆叠，芯片通过基板上的微型硅桥实现连接，这种方式非常适合高密度的芯片间连接，在AI和HPC领域具有显著的优势。EMIB 3.5D则引入了3D堆叠技术，芯片会堆叠在一个有源或无源基板上（比如中介层），这样的设计更加灵活。例如，某些IP模块由于对互联距离、延迟有着极高的要求，不适合进行水平连接，就可以采用垂直堆叠的方式。

最右边是Foveros，它可以进一步细分为三个版本，分别是Foveros 2.5D、Foveros 3D和Foveros Direct 3D。其中，Foveros 2.5D/3D和EMIB 2.5D/3.5D有相似之处，可以与其他中介层技术结合使用（3D更强调垂直堆叠），不同的是，它采用基于焊料的方式连接芯片与晶圆，而不是通过基底连接，适合高速I/O与较小芯片组分离的设计。值得一提的是，EMIB 2.5D可以非常顺畅地转换到EMIB 3.5D。我们可以把已经定义、设计和制造好的GPU或者HBM芯片采用EMIB 2.5D技术进行集成，然后无需对任何设计进行改变，就可以再将其集成到EMIB 3.5D封装的单元上。Foveros Direct技术则更进一步，采用铜 – 铜直接键合，而不是焊料与焊料的连接，因此可以实现最高的带宽和最低的功耗。

事实上，这些封装技术并不是相互独立、彼此排斥的。在实际应用中，尤其是在AI和HPC产品中，经常会结合使用多种技术。比如，可能会采用Foveros Direct 3D，同时与HBM连接，最终形成EMIB 3.5D封装。

英特尔一直是2.5D封装领域的领导者，拥有着庞大得惊人的产能。第三方数据显示，英特尔EMIB 2.5D、Foveros 2.5D封装的总产能，与行业晶圆级先进封装的总产能相比，规模领先2倍以上。因此，无论客户有着多么急迫、多么大规模的产能需求，英特尔都能够轻松满足。

截至目前，英特尔已经完成了超过250个2.5D封装设计项目，这些项目既包括英特尔自己的产品，也涵盖了第三方客户的产品，几乎涉及到了所有的领域。

下面，我们以一颗包含多个不同模块、采用3D堆叠技术的复杂AI加速器为例，来看看英特尔的多种封装、测试技术是如何协同工作的。首先，EMIB可以替代传统的大型、昂贵的中介层或桥接器，从而降低成本，提高生产效率和良品率。EMIB有一个非常关键的技术叫做热压键合（Thermal Compression Bonding），它可以让裸片更高效地组装到基板上。EIMB还可以结合Foveros Direct技术，包括3D混合键合（3D Hybrid Bonding），从而获得最佳的优化封装组合。

接下来是超大封装（Large Packages），英特尔目前正在积极开发120×120毫米的封装尺寸，预计在未来一两年内就能够实现量产，而且英特尔并不会就此止步。不过，随着封装尺寸的不断增大，很容易出现明显的翘曲（Warpage）问题——NVIDIA Blackwell就曾不幸遇到过这样的难题。为此，英特尔引入了一系列创新技术，结合热优化，从而能够在出现翘曲的情况下依然进行板级封装（Board Assembl）。

然后是硅片与封装协同设计（Silicon Package Co – Design），以及模拟裸片测试（Simulated Die Sort），它们共同为打造差异化的AI产品贡献着力量。

最后，英特尔代工自独立以来，已经对策略进行了调整，从而能够提供更加灵活的代工服务。例如，客户可以只选择英特尔代工的EMIB技术或封装服务，而将芯片部分交给其他代工厂；客户也可以只需要英特尔代工的裸片测试方案，英特尔同样能够单独提供。英特尔代工在晶圆制造层面也采取了相同的策略，可以根据客户的需求进行灵活调整，提供最有价值的服务。

事实上，英特尔与台积电、三星等其他代工厂虽然存在着竞争关系，但其实一直保持着密切的合作。它们共同制定了互相兼容的设计规则，以确保其他代工厂生产的晶圆能够兼容英特尔代工的封装技术，从而为客户提供更多的选择，让客户能够自由地综合使用不同代工的技术。

英特尔还透露，AWS亚马逊云、思科都已经成为了英特尔代工的封装服务客户，双方的合作主要集中在数据中心服务器、AI加速器产品领域。

本文介绍了芯片制造中封装技术在制程工艺提升受限背景下的重要性，详细阐述了英特尔的相关技术、先进封装产品组合、产能优势、技术协同方式以及灵活的代工服务策略，还提及了英特尔与其他代工厂的合作及现有客户情况，展现了英特尔在芯片封装领域的领先地位和积极布局。