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英特爾宋繼強(qiáng):異構(gòu)計(jì)算的關(guān)鍵一環(huán),先進(jìn)封裝已經(jīng)走向前臺(tái)

話說科技 ? 2021-06-23 14:19 ? 次閱讀

今日,英特爾中國(guó)研究院院長(zhǎng)宋繼強(qiáng)受邀參加了國(guó)內(nèi)知名IC媒體與非網(wǎng)主辦的《異構(gòu)時(shí)代,叱咤“封”云》論壇直播活動(dòng),就“先進(jìn)封裝”這一話題與中國(guó)電子學(xué)會(huì)(CIE)高級(jí)會(huì)員和IEEE會(huì)員李楊、創(chuàng)道投資合作人步日欣以及知名EDA公司Cadence技術(shù)總監(jiān)王輝進(jìn)行了深入探討。宋繼強(qiáng)在此次論壇上表示:“目前各類需求已經(jīng)讓先進(jìn)封裝走向前臺(tái),先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)將實(shí)現(xiàn)騰飛。”

在疫情的推動(dòng)下,智能應(yīng)用場(chǎng)景呈井噴式爆發(fā),同時(shí)隨著人工智能滲入到各個(gè)領(lǐng)域,5G也覆蓋到我們生活的方方面面,越來越多的設(shè)備接入到網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)量爆發(fā)式增長(zhǎng),數(shù)據(jù)形式也多種多樣,因此對(duì)于算力增長(zhǎng)又提出了新的要求。

宋繼強(qiáng)表示,目前要解決算力增長(zhǎng)問題,除了繼續(xù)通過CMOS微縮來提高密度之外,能夠?qū)⒉煌瞥毯图軜?gòu)、不同指令集、不同功能的硬件進(jìn)行組合的異構(gòu)計(jì)算也已經(jīng)成為解決算力瓶頸的重要方式。而要實(shí)現(xiàn)異構(gòu)計(jì)算,先進(jìn)封裝技術(shù)在其中扮演了關(guān)鍵角色,能夠快速達(dá)到芯片需要的功耗、體積、性能的要求,降低成本,同時(shí)也是目前技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的解決方案。

封裝 “拐點(diǎn)” 已至

封裝技術(shù)的重要性正在逐漸凸顯。芯片封裝在電子供應(yīng)鏈中看似不起眼,卻一直在發(fā)揮關(guān)鍵作用,作為處理器和主板之間的物理接口,封裝為芯片的電信號(hào)和電源提供了著陸區(qū)。在如今這個(gè)“以數(shù)據(jù)為中心”的時(shí)代下,封裝技術(shù)無疑將更加重要。在此次《異構(gòu)時(shí)代,叱咤“封”云》的論壇上,現(xiàn)場(chǎng)的嘉賓也一致認(rèn)為,通過先進(jìn)封裝技術(shù)也能夠更好地提高芯片內(nèi)集成密度,并且靈活度高、發(fā)展空間大。隨著對(duì)算力的更高需求和封裝技術(shù)的快速發(fā)展,封裝技術(shù)“拐點(diǎn)”已至。“各種各樣的需求已經(jīng)把先進(jìn)封裝推到前臺(tái),”宋繼強(qiáng)表示。

為此,宋繼強(qiáng)舉了兩個(gè)例子。首先是芯片的小型化、輕薄化。隨著便攜式設(shè)備的興起,對(duì)于芯片的小型化要求也越來越高,需要把以前分散在板級(jí)的多個(gè)芯片、計(jì)算芯片、存儲(chǔ)芯片、IO芯片已經(jīng)整合,而多維立體的先進(jìn)封裝技術(shù),如2.5D和3D技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更小的體積和更小的功耗。英特爾就曾實(shí)現(xiàn)將至強(qiáng)處理器、獨(dú)立顯卡GPU和HBM通過先進(jìn)封裝技術(shù)在板級(jí)實(shí)現(xiàn)了超級(jí)計(jì)算機(jī)的功能。

第二個(gè)例子是芯片的高密度和多架構(gòu)融合。隨著全球智能化的快速推進(jìn),底層的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施需要成倍甚至指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng),計(jì)算的類型也是多種多樣的,涉及整個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸、處理和存儲(chǔ),包含CPU、GPU、ASICFPGA的XPU架構(gòu)將逐漸成為主流,這也需要先進(jìn)封裝技術(shù)的加持。

從國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)來看,先進(jìn)封裝技術(shù)也有著充分的“地利”優(yōu)勢(shì)。宋繼強(qiáng)表示,目前中國(guó)是公認(rèn)的需求多,整個(gè)半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)鏈都在這兒,在中國(guó)也能夠快速地把多種技術(shù)運(yùn)用起來,也有很多細(xì)分的產(chǎn)業(yè)可以分別測(cè)試不同的封裝類型。另外,宋繼強(qiáng)也認(rèn)為目前不管是學(xué)術(shù)圈、產(chǎn)業(yè)圈,都非常認(rèn)同異構(gòu)集成是未來的趨勢(shì),這是先進(jìn)封裝的“人和”優(yōu)勢(shì)。“先進(jìn)封裝真正是具備‘天時(shí)’、‘地利’和‘人和’的技術(shù),勢(shì)必會(huì)騰飛,”宋繼強(qiáng)表示。

英特爾引領(lǐng)先進(jìn)封裝

提到“先進(jìn)封裝”,英特爾在其中扮演了“領(lǐng)頭人”的角色。作為半導(dǎo)體巨頭,英特爾在幾年前就已經(jīng)開始進(jìn)行先進(jìn)封裝技術(shù)的研究,并取得了矚目的成績(jī)。英特爾對(duì)于先進(jìn)封裝的愿景是能夠在一個(gè)封裝內(nèi)連接芯片和小芯片,并達(dá)到單晶片系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)的性能。

目前,英特爾已經(jīng)具備了EMIB(嵌入式多芯片互連橋接)2D封裝、Foveros 3D封裝技術(shù),通過高密度的互連技術(shù),實(shí)現(xiàn)高帶寬、低功耗,并實(shí)現(xiàn)相當(dāng)有競(jìng)爭(zhēng)力的I/O密度。英特爾還融合了2D和3D技術(shù),推出了CO-EMIB技術(shù),將更高的計(jì)算性能和能力連接起來,基本達(dá)到了單晶片的性能。英特爾的全新全方位互連技術(shù)(ODI)為封裝中小芯片之間的全方位互連通信提供了更大的靈活性。

在去年“架構(gòu)日”上推出的Hybrid Bonding(混合結(jié)合)技術(shù)為異構(gòu)計(jì)算而生,能夠加速實(shí)現(xiàn)10微米及以下的凸點(diǎn)間距,提供更高的互連密度、帶寬和更低的功率,屬于業(yè)界領(lǐng)先水平。

技術(shù)門檻高,需要合力推進(jìn)

先進(jìn)封裝技術(shù)讓為產(chǎn)業(yè)帶來新的曙光,但宋繼強(qiáng)也表示,目前先進(jìn)封裝技術(shù)就像幾年前的深度學(xué)習(xí)一樣,是一個(gè)很深的技術(shù)概念,大家對(duì)它的期望值很高,但是還需要幾年的探索期和磨合期。

談到先進(jìn)封裝的技術(shù)難度,宋繼強(qiáng)表示由于要把不同的芯片通過平面或者是2.5D和3D的方式進(jìn)行堆疊,線路之間需要進(jìn)行連接,線寬還有線的密度帶來的干擾,以及堆疊后的散熱問題都是非常復(fù)雜并且具有挑戰(zhàn)的問題。以前傳統(tǒng)的封裝,芯片的前端和后端的設(shè)計(jì)可以分離,但是越先進(jìn)的封裝,特別是到3D封裝,它和后端設(shè)計(jì)就要緊密地耦合起來,因此對(duì)于設(shè)計(jì)流程、人才的能力要求非常高,”宋繼強(qiáng)表示。

為此,對(duì)于發(fā)展先進(jìn)封裝,宋繼強(qiáng)的建議是需要找到封裝領(lǐng)域內(nèi)的專家和應(yīng)用領(lǐng)域的專家,共同探索清楚需要用到什么級(jí)別的技術(shù),這是關(guān)鍵。其次,也需要產(chǎn)業(yè)界共同的努力來推動(dòng)先進(jìn)封裝技術(shù)的規(guī)范制定。

據(jù)宋繼強(qiáng)介紹,目前英特爾已經(jīng)參與到了開源項(xiàng)目CHIPS聯(lián)盟,提出了一些如AIB接口的標(biāo)準(zhǔn),能夠讓更多產(chǎn)業(yè)界公司的芯片進(jìn)行互連,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)規(guī)范的建立。

英特爾作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司,一直在先進(jìn)封裝領(lǐng)域引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。先進(jìn)封裝時(shí)代已至,期待有更多產(chǎn)業(yè)合作伙伴加入先進(jìn)封裝領(lǐng)域,共同推動(dòng)這項(xiàng)重要技術(shù)“再創(chuàng)新高”。


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