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Intel公布三大全新封装技术:未来CPU就长这样

随着半导体工艺的日益复杂,传统单芯片封装已经渐渐不合时宜,性能、功耗、成本越来越不成比例,尤其是对于高性能芯片来说。

作者:上方文Q来源:快科技|2019-07-12 08:00

Intel 去年提出了全新的六大战略支柱,其中封装(Package)也占据很重要的一个位置。多数人平常更可能更在意 xxnm 工艺,对于封装知之甚少或者不太在意。

事实上,随着半导体工艺的日益复杂,传统单芯片封装已经渐渐不合时宜,性能、功耗、成本越来越不成比例,尤其是对于高性能芯片来说。

AMD 刚发布的第三代锐龙以及即将发布的第二代霄龙,就是这种变化的一个典型代表,都用了 chiplet 小芯片设计,将原本一个单独的大芯片拆分开来,不同模块做成不同的小芯片,再整合到一起。

Intel 也陆续推出了 EMIB 2.5D、Foveros 3D 封装技术,前者的代表是去年集成了 Vega GPU 核心的 Kaby Lake-G,后者则会在今年底有 Lakefiled,融合 10nm、22nm。

昨日,Intel 又公布了三项全新的封装技术 Co-EMIB、ODI、MDIO,基本原则都是使用***工艺制作不同 IP 模块,然后借助不同的封装方式、高带宽低延迟的通信渠道,整合在一块芯片上,构成一个异构计算平台。

在现场,Intel 还拿出了几颗概念性的样品,可以看出在一块基板上都有多达 9 个裸片(Die),且大小、功能各异,整合方式也不一样。

Intel 公布三大全新封装技术:未来 CPU 就长这样

Co-EMIB 简单说是 EMIB、Foveros 的综合体,可以将多个 3D Foveros 芯片互连在一起,制造更大的芯片。

Intel 介绍的一个示例就包含四个 Foveros 堆栈,每一个都有八个小的计算芯片,通过 TSV 硅通孔与基底裸片相连,同时每个 Foveros 堆栈通过 Co-EMIB 连接两个相邻的堆栈,HBM 显存和收发器也是通过 Co-EMIB 组织在一起。

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ODI 更注重互连技术,其全程就是“Omni-Directional Interconnect”,Omni-Path 正是 Intel 用在数据中心里的一种高效互连方式。

一如其名字中 Directional (方向性)所代表的,ODI 既可以水平互连,也可以垂直互连,而且通孔更大,所以带宽高于传统 TSV,电阻和延迟则更低,此外电流还可以直接从封装基底供给到裸片。

它所需要的垂直通孔通道数量也少于传统 TSV,因此可以减小裸片面积,可容纳更多晶体管和更高性能。

Intel 公布三大全新封装技术:未来 CPU 就长这样

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MDIO 意思是 Multi-Die IO,也就是多裸片输入输出,是 AIB (高级互连总线)的进化版,为 EMIB 提供一个标准化的 SiP PHY 级接口,可互连多个 chiplet。

针脚带宽从 2Gbps 提高到 5.4Gbps,IO 电压从 0.9V 降低至 0.5V,并且号称比台积电最近宣布的 LIPNCON 高级的多。

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