生成式 AI 的时代正在到来，AI 模型越来越强大，对算力的需求越来越高，而 AI 算力的提升，又进一步刺激更庞大模型的诞生。

在提升 AI 芯片性能的过程中，需要在单个封装内集成 CPU、加速器、内存等多个芯片。传统的封装已经跟不上 AI 芯片对高带宽、低功耗、紧凑集成的要求。

" 过去，先进封装技术常被忽视，但如今系统级代工厂（systems foundry）以及系统技术协同优化（system technology co-optimization）的概念变得愈发重要。" 英特尔先进系统封装与测试事业部副总裁兼总经理 Mark Gardner 表示。

对于先进封装，许多人都将目光转向了晶圆级先进封装，然而 Mark Gardner 却说 EMIB 2.5D 才是 AI 领域的理想选择，这是为什么？

先进封装的产能限制

3D 先进封装是许多业界领先的 AI 芯片的首选，这些 AI 芯片面临 3D 先进封装的产能与良率问题。

先进封装的产能成为了能否生产出先进 AI 芯片，满许 AI 模型对算力需求的前提。

根据市场研究机构的数据，过去几年，行业在 2.5D 封装产能面临诸多限制，不能够充分满足市场需求。

" 当我们将 Foveros 2.5D 与 EMIB 2.5D 的产能相结合时，综合产能是当前行业水平的两倍以上。"Mark Gardner 进一步表示，" 我们已经完成了超过 250 个 2.5D 设计项目，这些项目既涉及英特尔产品，也涵盖其他无晶圆厂客户的需求，应用范围从消费级产品到 FPGA、服务器数据中心以及 AI 加速器。"

雷峰网了解到，EMIB 2.5D 的首个产品已经投产近十年了。

那为什么 EMIB 2.5D 仍是 AI 芯片的首选？

EMIB 2.5D 先进封装是 AI 最佳选择的五大理由

EMIB（嵌入式多芯片互连桥）采用嵌入基板中的硅桥技术，当需要高密度的芯片间连接，希望在基板上直接连接多个小芯片（Chiplets），实现低功耗连接时，EMIB 是一种理想的选择。

EMIB 系列包含了 EMIB 2.5D 和 EMIB 3.5D，EMIB 2.5D 支持单层芯片，也可以进行 HBM（高带宽存储）堆叠。EMIB 3.5D 与 EMIB 2.5D 类似，差别在于 EMIB 3.5D 引入了 3D 堆叠技术。

Mark Gardner 认为，EMIB 2.5D 是 AI 最佳选择的理由有五个优势。

第一个优势是成本。对比晶圆级封装，EMIB 桥接是一种非常小的硅片，由于尺寸小，可以充分利用晶圆面积。相比采用晶圆级封装只能得到少量成品，会浪费大量空间和资源，EMIB 有显著的高效利用率的优势。

" 当扩展到更大面积的硅片复合体时，封装内 HBM 的数量越多，EMIB 的成本优势相比晶圆级的封装技术呈指数级增长。"Mark Gardner 补充表示。

EMIB 2.5D 的第二、第三点优势紧密相连，即更高的良率和更快的生产周期。

晶圆级的封装，始终存在晶圆封装步骤，有时称为 " 芯片对晶圆 "（Chip-on-Wafer）步骤，包括将顶层芯片附着到晶圆上，并涉及模具、凸点等。这些步骤显然增加了良率损失的风险，因为步骤越多，复杂度越高，所需时间也越长。

" 这种步骤的改进并不是几天，而是几周的时间周期。"Mark Gardner 指出，"EMIB 能够让客户更快获得加电测试数据、硅片验证数据等，更高的良率和更短的生产周期成为 EMIB 技术。"

EMIB 的第四个优势是英特尔将硅桥嵌入基板的做法。

制造基板时，是在一个大的方形面板上进行，这种做法能够极大地提高基板面板的利用率。由于基板的尺寸规格与面板格式相匹配，它具备很好的可扩展性，能够适应大型复杂封装的需求。

"AI 领域的客户可能希望在一个封装中集成更多的 HBM（高带宽存储器），并且希望在一个封装中容纳更多的工作负载内容，这种技术显然能够满足这些需求。"Mark Gardner 表示。

第五个优势就是能给客户提供更多选择。

EMIB 作为市场上已有既定的行业解决方案的替代方案，而英特尔代工致力于为客户提供多样化的选项，EMIB 为客户提供了灵活性和选择权，不同工艺节点、不同材料的芯片可以通过 EMIB 2.5D 封装在一起，芯片厂商可以自由选择最适合的 IP 模块实现最优的计算架构。

至于 EMIB 3.5D，它不仅具备 EMIB 的优势，还增加了堆叠的灵活性，因为某些 IP 更适合垂直堆叠，而不是水平连接。

英特尔还有 Foveros 技术，包括 Foveros 2.5D 和 Foveros 3D。与 EMIB 3.5D 类似，Foveros 技术可以与其他中介层技术结合使用。

" 在 AI 和 HPC 产品中，可以结合使用多种技术。例如，可能会采用 Foveros Direct 3D，同时与 HBM 连接，最终形成 EMIB 3.5D 封装。这些技术并非互斥，可以结合到一个封装中。"Mark Gardner 表示。

Foveros Direct 的特点是不采用焊料与焊料连接，而是采用铜 - 铜直接键合。这种连接方式能够实现最高的带宽和最低功耗的互连。

Mark Gardner 透露，英特尔代工正在开发 120 × 120 毫米的封装尺寸的超大封装（Large Packages），预计将在 1-2 年内进入量产。

先进封装时代，提升良率更有价值

芯片制造过程中良率的改善一直非常有价值，如今封装的材料成本加上所有硅片内容达到数千美元时，这种改进就变得尤为关键。

因为，一个封装内仅有一颗芯片时，情况相对简单。但如果有 50 块不同的芯片组合在一起，一块坏的就会毁掉另外 49 块好的芯片。

英特尔开发了一种名为 " 裸片测试 "（Die Sort）的技术，它已经在生产中使用了十多年。" 我们会将整片晶圆分割成一个个单独的裸片，并在组装到基板之前对它们进行分类和测试。"Mark Gardner 说，" 这种方法在过去一直很重要，但在当前环境下变得更加关键。"

英特尔代工调整了策略，提供更灵活的服务。例如，客户可以仅选择 EMIB 技术或封装服务，而芯片部分则来自其他代工厂，或者只需要测试方案，例如裸片测试（Die Sort）能力，英特尔代工也可以单独提供。

英特尔代工也提供的额外增值服务。

" 包括我们在各种设计上的丰富经验。我们还可以帮助客户优化他们的产品，无论是硅与封装的协同设计、设计策略，还是功率传输、高级建模和热管理等。"Mark Gardner 说。

显然，英特尔代工正在利用其深厚的积累提供差异化的设计、先进封装、测试能力，这是一个明智的策略，也是英特尔把握生成式 AI 时代重要机遇的重要一环。