這項(xiàng)黑科技將使半導(dǎo)體芯片發(fā)展走上新方向

去年，英特爾第一次在公開場(chǎng)合提出了“混搭”的概念。也就是將不同規(guī)格的半導(dǎo)體芯片通過特殊方式封裝在一個(gè)芯片之上，使之具備更強(qiáng)的性能和更好的功耗表現(xiàn)。這種混搭封裝技術(shù)被英特爾命名為EMIB，即Embedded Multi-Die Interconnect Bridge，中文譯名為嵌入式多核心互聯(lián)橋接。

　 ? ?EMIB是隨著英特爾Kaby Lake-G公布以及搭載KBL-G的冥王峽谷NUC發(fā)售而進(jìn)入大眾消費(fèi)者眼簾的。作為冥王峽谷的用戶，我可以算是EMIB技術(shù)的第一批受益者，也深深感受到了這種技術(shù)所存在的潛力。通過EMIB方式，KBL-G平臺(tái)將英特爾酷睿處理器與AMD Radeon RX Vega M GPU整合在一起，同時(shí)具備了英特爾處理器強(qiáng)大的計(jì)算能力與AMD GPU出色的圖形能力，同時(shí)還有著極佳的散熱體驗(yàn)。這顆芯片創(chuàng)造了歷史，也讓產(chǎn)品體驗(yàn)達(dá)到了一個(gè)新的層次。

　　冥王峽谷是KBL-G平臺(tái)的代表產(chǎn)品，它將辦公與品質(zhì)娛樂很好的結(jié)合在一起

　　在今年初的CES 2019上，英特爾繼更早之前的Architecture Day之后，又一次展示了Foveros 3D封裝技術(shù)，作為EMIB技術(shù)的“升級(jí)版”，F(xiàn)overos堪稱半導(dǎo)體芯片界的黑科技。簡(jiǎn)單來說，EMIB與Foveros的區(qū)別在于前者是2D封裝技術(shù)，而后者則是3D堆疊封裝技術(shù)。

　　2D與3D的區(qū)別其實(shí)很好理解，就像是平房和樓房的區(qū)別。假如一個(gè)小區(qū)有300人，這300人要安置在房子里的話，如果使用蓋平房的方式來做的話，那么就需要100間到300間房子，而且這些房子需要平鋪在極大的一片土地上；而如果使用蓋樓房的方式來做的話，那么同樣需要100-300間房子，但是只需要比前者小得多的占地面積就可以承載的下，這就是2D封裝與3D封裝的區(qū)別。

　　放在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域來講的話，其實(shí)EMIB和Foveros在芯片性能、功能方面的差異不大，都是將不同規(guī)格、不同功能的芯片堆疊在一起來發(fā)揮不同的作用。不過在體積、功耗等方面，F(xiàn)overos 3D堆疊的優(yōu)勢(shì)就顯現(xiàn)了出來。今年CES 2019英特爾發(fā)布會(huì)上，英特爾公司高級(jí)副總裁兼客戶端計(jì)算事業(yè)部總經(jīng)理Gregory Bryant展示了首款Foveros 3D堆疊設(shè)計(jì)的主板芯片LakeField，它集成了10nm Ice Lake處理器以及22nm小核心，具備完整的PC功能，但體積只有幾枚美分硬幣大小，讓人感受到了Foveros 3D封裝技術(shù)的強(qiáng)大。

　　雖說Foveros是更為先進(jìn)的3D封裝技術(shù)，但它與EMIB之間并非取代關(guān)系，英特爾在后續(xù)的制造中會(huì)將二者結(jié)合起來使用。

　　以下兩張圖，是對(duì)這一突破性發(fā)明的詳細(xì)介紹，第一張圖展示了Foveros如何與英特爾嵌入式多芯片互連橋接（EMIB）2D封裝技術(shù)相結(jié)合，將不同類型的小芯片IP靈活組合在一起，第二張圖則分別從俯視和側(cè)視的角度透視了Foveros 3D封裝技術(shù)。

　　無論是EMIB還是Foveros，封裝方式不同，但解決的問題是一樣的。

　　以往單片時(shí)代處理器內(nèi)部的CPU核心、GPU核心、IO單元、內(nèi)存控制器等子單元都必須是同一工藝制程下設(shè)計(jì)的，不過在實(shí)際應(yīng)用中其實(shí)并不需要大家都一樣。比如CPU、GPU核心需要更高的性能，那么以更加先進(jìn)的工藝去設(shè)計(jì)制造是必要的。但是像IO單元、控制器等器件，就不需要這么先進(jìn)的工藝了。以前的封裝技術(shù)無法解決這種問題，但是通過EMIB或Foveros就可以實(shí)現(xiàn)不同工藝芯片之間的堆疊封裝了。

　　此外，F(xiàn)overos與EMIB的意義不僅僅在于可以將不同規(guī)格之間的芯片封裝在一起，更重要的意義在于它的出現(xiàn)能夠讓英特爾擺脫芯片架構(gòu)與工藝之間“捆綁”的束縛，使工藝與架構(gòu)分離，這樣可以使英特爾在制程、架構(gòu)設(shè)計(jì)上有更強(qiáng)的靈活性。

　　在目前的半導(dǎo)體芯片行業(yè)中，英特爾是為數(shù)不多的IDM垂直整合型半導(dǎo)體公司。即自己設(shè)計(jì)芯片架構(gòu)、自己制造芯片、自己封裝芯片，這一點(diǎn)其它芯片廠商幾乎做不到。

　　不過這也是一把雙刃劍。優(yōu)點(diǎn)是英特爾能夠自主根據(jù)不同工藝開發(fā)不同的CPU架構(gòu)，而且因?yàn)槭侨灾?，所以新工藝開發(fā)的架構(gòu)可以最大化的利用特定工藝的優(yōu)勢(shì)，使之達(dá)到更好的匹配與契合；但不足之處在于將架構(gòu)與工藝?yán)壠饋碇萍s了靈活性，比如10nm延期之后，英特爾無法使用14nm工藝去生產(chǎn)10nm制程架構(gòu)就是典型的例子。

　　Foveros與EMIB的出現(xiàn)，使得英特爾能夠在未來的發(fā)展中跳出制程工藝與架構(gòu)捆綁的約束，在推進(jìn)制程工藝發(fā)展和架構(gòu)發(fā)展方面能夠更為靈活，有更多的選擇空間。

　　而對(duì)于OEM合作伙伴來說，全新的封裝技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)客制化需求，這一點(diǎn)極為重要。以往英特爾與OEM的關(guān)系是“我升級(jí)芯片你做相應(yīng)的產(chǎn)品”。OEM的選擇權(quán)不大，只能跟著英特爾的節(jié)奏走，英特爾不更新OEM就只能干等著。全新封裝技術(shù)的出現(xiàn)，可以允許OEM去向英特爾客制化自己想要的芯片，從而在不同類型、不同形態(tài)的產(chǎn)品之上選擇不同的芯片方案，更加靈活。因此，F(xiàn)overos與EMIB不僅僅對(duì)于英特爾自身有著重要意義，同時(shí)對(duì)于整個(gè)PC產(chǎn)業(yè)、甚至是IT數(shù)碼產(chǎn)業(yè)都有著極為重要的意義。