Intel公開三項全新封裝技術：靈活、高能集成多晶元

在本周舊金山舉辦的SEMICON West大會上，Intel介紹了三項全新的先進晶元封裝技術，並推出了一系列全新基礎工具，包括EMIB、Foveros技術相結合的創新應用，新的全方位互連(ODI)技術等。

作為晶元製造過程的最後一步，封裝在電子供應鏈中看似不起眼，卻一直發揮著極為關鍵的作用。作為處理器和主板之間的物理介面，封裝為晶元的電信號和電源提供著陸，尤其隨著行業的進步和變化，先進封裝的作用越來越凸顯。

另一方面，半導體工藝和晶元架構的日益複雜，傳統SoC二維單晶元思路已經逐漸行不通，chiplet多個小晶元封裝成為大勢所趨。

Intel正是利用先進技術，將晶元和小晶元封裝在一起，達到SoC的性能，而異構集成技術提供了前所未有的靈活性，能夠混搭各種IP和工藝、不同的內存和I/O單元，Intel的垂直集成結構在異構集成時代尤其獨具優勢。

Intel此次公布的三項全新封裝技術分別是：

一、Co-EMIB

利用利用高密度的互連技術，將EMIB(嵌入式多晶元互連橋接) 2D封裝和Foveros 3D封裝技術結合在一起，實現高帶寬、低功耗，以及相當有競爭力的I/O密度。

Co-EMIB能連接更高的計算性能和能力，讓兩個或多個Foveros元件互連從而基本達到SoC性能，還能以非常高的帶寬和非常低的功耗連接模擬器、內存和其他模塊。

Foveros 3D封裝是Intel在今年初的CES上提出的全新技術，首次為CPU處理器引入3D堆疊設計，可以實現晶元上堆疊晶元，而且能整合不同工藝、結構、用途的晶元，相關產品將從2019年下半年開始陸續推出。

二、ODI

ODI全程Omni-Directional Interconnect，也就是全方位互連技術，為封裝中小晶元之間的全方位互連通信提供了更大的靈活性。

ODI封裝架構中，頂部的晶元可以像EMIB下一樣，與其他小晶元進行水平通信，還可以像Foveros下一樣，通過硅通孔(TSV)與下面的底部裸片進行垂直通信。

ODI利用更大的垂直通孔，直接從封裝基板向頂部裸片供電，比傳統硅通孔更大、電阻更低，因而可提供更穩定的電力傳輸，同時通過堆疊實現更高的帶寬和更低的時延。

此外，這種方法減少了基底晶元所需的硅通孔數量，為有源晶體管釋放更多的面積，並優化了裸片的尺寸。

三、MDIO

基於高級介面匯流排(AIB)物理層互連技術，Intel發布了這種名為MDIO的全新裸片間介面技術。

MDIO技術支持對小晶元IP模塊庫的模塊化系統設計，能效更高，響應速度和帶寬密度可以是AIB技術的兩倍以上。

Intel強調，這些全新封裝技術將與Intel的製程工藝相結合，成為晶元架構師的創意調色板，自由設計創新產品。

Foveros封裝流程圖解：

小晶元與晶圓結合

小晶元與晶圓底部填充

晶圓成模

成模與小晶元稀薄

硅通孔露出

互連鍍層

迴流焊接

Foveros堆棧成型

EMIB互連

HBM顯存與收發器

Foveros堆棧連接

ODI封裝主要特性圖解：

小晶元硅通孔裸片

有機封裝

裸片間高帶寬低延遲通信

硅通孔裸片面積最小化

封裝直接供電

靈活設計

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