Intel đã đạt được những bước tiến đáng kể trong công nghệ đóng gói chip tiên tiến, giới thiệu những đột phá có thể định hình lại cách các bộ xử lý xử lý việc cung cấp điện năng và tích hợp bộ nhớ. Tại Hội nghị Công nghệ Linh kiện Điện tử ( ECTC ), gã khổng lồ bán dẫn đã tiết lộ một số giải pháp đóng gói tiên tiến được thiết kế để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khối lượng công việc trí tuệ nhân tạo và kiến trúc máy tính thế hệ tiếp theo.
 |
|---|
| Biểu đồ trực quan thể hiện khả năng mở rộng của công nghệ EMIB được dự báo cho các năm 2023, 2026 và 2028, nhấn mạnh tầm quan trọng ngày càng tăng của công nghệ này trong việc đáp ứng nhu cầu của khối lượng công việc trí tuệ nhân tạo |
Công Nghệ EMIB-T Cách Mạng Hóa Đóng Gói Chip
Trọng tâm của các thông báo từ Intel là EMIB-T , một phiên bản nâng cao của công nghệ Embedded Multi-die Interconnect Bridge ( EMIB ) hiện có của công ty. Cách tiếp cận mới này tích hợp các lỗ xuyên silicon (TSV) vào cầu nối silicon kết nối các chiplet khác nhau trong một gói. Sự đổi mới này giải quyết một hạn chế quan trọng của các thiết kế EMIB trước đây, vốn gặp phải các vấn đề sụt áp do kiến trúc cung cấp điện năng dạng consol.
EMIB-T thay đổi cơ bản mô hình cung cấp điện năng bằng cách định tuyến điện từ đáy của gói chip thông qua các die cầu nối TSV . Điều này tạo ra một đường dẫn trực tiếp, điện trở thấp giúp cải thiện đáng kể hiệu suất điện năng và cho phép hỗ trợ các công nghệ bộ nhớ băng thông cao như HBM4 và HBM4e . Công nghệ này cũng tăng cường băng thông truyền thông giữa các die, hỗ trợ các tiêu chuẩn kết nối UCIe-A với tốc độ truyền dữ liệu 32 Gb/s hoặc cao hơn.
Khả năng của gói EMIB-T
- Kích thước gói tối đa: 120x180mm
- Hỗ trợ cầu nối: Hơn 38 cầu nối trên mỗi gói
- Hỗ trợ die: Hơn 12 die có kích thước reticle trên mỗi gói
- Hỗ trợ bộ nhớ: Tích hợp HBM4/4e
- Tốc độ truyền dữ liệu: 32 Gb/s hoặc cao hơn thông qua kết nối UCIe-A
 |
|---|
| So sánh kiến trúc hiện tại và công nghệ EMIB-T, làm nổi bật các cải tiến trong cung cấp điện năng và giảm nhiễu quan trọng cho việc nâng cao đóng gói chip |
Khả Năng Mở Rộng và Mật Độ Kết Nối
Công nghệ đóng gói mới cho phép các gói chip lớn hơn đáng kể, đạt kích thước 120x180mm trong khi hỗ trợ hơn 38 cầu nối và hơn 12 die kích thước reticle trong một gói duy nhất. Intel cũng đã đạt được tiến bộ đáng kể về mật độ kết nối. Trong khi EMIB thế hệ đầu tiên có pitch bump 55 micron và thế hệ thứ hai mở rộng xuống 45 micron, EMIB-T duy trì khả năng 45 micron trong khi hứa hẹn hỗ trợ các pitch thấp hơn nhiều so với ngưỡng này. Công ty có kế hoạch đạt pitch 35 micron sớm và đang tích cực phát triển pitch 25 micron.
Tiến hóa Công nghệ EMIB
- Thế hệ đầu tiên: Khoảng cách bump 55 micromet
- Thế hệ thứ hai: Khoảng cách bump 45 micromet
- EMIB-T: Khoảng cách 45 micromet với hỗ trợ "thấp hơn nhiều" so với 45 micromet
- Lộ trình tương lai: Khoảng cách 35 micromet (sớm), khoảng cách 25 micromet (đang phát triển)
Đổi Mới Quản Lý Nhiệt
Nhận thức được những thách thức làm mát do các bộ xử lý AI ngày càng mạnh mẽ, Intel đã phát triển thiết kế tản nhiệt phân tán tách biệt tản nhiệt thành các thành phần tấm phẳng và thanh gia cường riêng biệt. Cách tiếp cận này cải thiện khả năng kết hợp với vật liệu giao diện nhiệt và giảm 25% lỗ hổng hàn. Các minh họa của công ty trình bày các tản nhiệt với các kênh vi mô tích hợp để làm mát bằng chất lỏng trực tiếp, có khả năng xử lý các bộ xử lý với công suất thiết kế nhiệt lên đến 1.000W.
Thông số kỹ thuật Quản lý Nhiệt
- Giảm lỗ hổng hàn: Cải thiện 25% với bộ tản nhiệt phân tán
- Công suất làm mát tối đa: Hỗ trợ 1.000W TDP
- Tính năng: Tích hợp các kênh vi mô cho làm mát bằng chất lỏng trực tiếp
Quy Trình Sản Xuất Được Cải Tiến
Intel cũng đã tinh chỉnh các kỹ thuật liên kết nén nhiệt đặc biệt cho các tấm nền gói lớn. Quy trình mới giảm thiểu sự khác biệt nhiệt độ giữa các tấm nền gói và die trong quá trình liên kết, dẫn đến cải thiện tỷ lệ thành công và các chỉ số độ tin cậy. Tiến bộ này cho phép sản xuất các gói chip lớn hơn so với trước đây trong sản xuất khối lượng lớn trong khi hỗ trợ các pitch mịn hơn cho kết nối EMIB .
Ý Nghĩa Chiến Lược Đối Với Intel Foundry
Những đổi mới đóng gói này phục vụ tham vọng foundry rộng lớn hơn của Intel , cung cấp các tùy chọn sản xuất chip toàn diện cho cả sử dụng nội bộ và khách hàng bên ngoài. Công nghệ này cho phép khách hàng tích hợp các thành phần từ nhiều nhà cung cấp vào các gói đơn lẻ, giảm rủi ro liên quan đến việc chuyển đổi hoàn toàn sang các nút quy trình của Intel . Các khách hàng Intel Foundry hiện tại bao gồm những tên tuổi lớn như AWS và Cisco , cũng như các dự án chính phủ Hoa Kỳ RAMP-C và SHIP . Các dịch vụ đóng gói tiên tiến đại diện cho con đường tạo doanh thu nhanh nhất cho Intel Foundry , vì chúng yêu cầu thời gian thực hiện ngắn hơn so với sản xuất chip nút quy trình hàng đầu.