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英特尔宋继强:异构计算的关键一环,先进封装已经走向前台

2021-06-23 14:11 · 稿源:站长之家用户

今日,英特尔中国研究院院长宋继强受邀参加了国内知名IC媒体与非网主办的《异构时代,叱咤“封”云》论坛直播活动,就“先进封装”这一话题与中国电子学会(CIE)高级会员和IEEE会员李杨、创道投资合作人步日欣以及知名EDA公司Cadence技术总监王辉进行了深入探讨。宋继强在此次论坛上表示:“目前各类需求已经让先进封装走向前台,先进封装产业将实现腾飞。”

在疫情的推动下,智能应用场景呈井喷式爆发,同时随着人工智能渗入到各个领域,5G也覆盖到我们生活的方方面面,越来越多的设备接入到网络,数据量爆发式增长,数据形式也多种多样,因此对于算力增长又提出了新的要求。

宋继强表示,目前要解决算力增长问题,除了继续通过CMOS微缩来提高密度之外,能够将不同制程和架构、不同指令集、不同功能的硬件进行组合的异构计算也已经成为解决算力瓶颈的重要方式。而要实现异构计算,先进封装技术在其中扮演了关键角色,能够快速达到芯片需要的功耗、体积、性能的要求,降低成本,同时也是目前技术能够实现的解决方案。

封装 “拐点” 已至

封装技术的重要性正在逐渐凸显。芯片封装在电子供应链中看似不起眼,却一直在发挥关键作用,作为处理器和主板之间的物理接口,封装为芯片的电信号和电源提供了着陆区。在如今这个“以数据为中心”的时代下,封装技术无疑将更加重要。在此次《异构时代,叱咤“封”云》的论坛上,现场的嘉宾也一致认为,通过先进封装技术也能够更好地提高芯片内集成密度,并且灵活度高、发展空间大。随着对算力的更高需求和封装技术的快速发展,封装技术“拐点”已至。“各种各样的需求已经把先进封装推到前台,”宋继强表示。

为此,宋继强举了两个例子。首先是芯片的小型化、轻薄化。随着便携式设备的兴起,对于芯片的小型化要求也越来越高,需要把以前分散在板级的多个芯片、计算芯片、存储芯片、IO芯片已经整合,而多维立体的先进封装技术,如2.5D和3D技术能够实现更小的体积和更小的功耗。英特尔就曾实现将至强处理器、独立显卡GPU和HBM通过先进封装技术在板级实现了超级计算机的功能。

第二个例子是芯片的高密度和多架构融合。随着全球智能化的快速推进,底层的数字基础设施需要成倍甚至指数级的增长,计算的类型也是多种多样的,涉及整个数据的传输、处理和存储,包含CPU、GPU、ASIC和FPGA的XPU架构将逐渐成为主流,这也需要先进封装技术的加持。

从国内的产业来看,先进封装技术也有着充分的“地利”优势。宋继强表示,目前中国是公认的需求多,整个半导体的产业链都在这儿,在中国也能够快速地把多种技术运用起来,也有很多细分的产业可以分别测试不同的封装类型。另外,宋继强也认为目前不管是学术圈、产业圈,都非常认同异构集成是未来的趋势,这是先进封装的“人和”优势。“先进封装真正是具备‘天时’、‘地利’和‘人和’的技术,势必会腾飞,”宋继强表示。

英特尔引领先进封装

提到“先进封装”,英特尔在其中扮演了“领头人”的角色。作为半导体巨头,英特尔在几年前就已经开始进行先进封装技术的研究,并取得了瞩目的成绩。英特尔对于先进封装的愿景是能够在一个封装内连接芯片和小芯片,并达到单晶片系统级芯片(SoC)的性能。

目前,英特尔已经具备了EMIB(嵌入式多芯片互连桥接)2D封装、Foveros3D封装技术,通过高密度的互连技术,实现高带宽、低功耗,并实现相当有竞争力的I/O密度。英特尔还融合了2D和3D技术,推出了CO-EMIB技术,将更高的计算性能和能力连接起来,基本达到了单晶片的性能。英特尔的全新全方位互连技术(ODI)为封装中小芯片之间的全方位互连通信提供了更大的灵活性。

在去年“架构日”上推出的Hybrid Bonding(混合结合)技术为异构计算而生,能够加速实现 10 微米及以下的凸点间距,提供更高的互连密度、带宽和更低的功率,属于业界领先水平。

技术门槛高,需要合力推进

先进封装技术让为产业带来新的曙光,但宋继强也表示,目前先进封装技术就像几年前的深度学习一样,是一个很深的技术概念,大家对它的期望值很高,但是还需要几年的探索期和磨合期。

谈到先进封装的技术难度,宋继强表示由于要把不同的芯片通过平面或者是2.5D和3D的方式进行堆叠,线路之间需要进行连接,线宽还有线的密度带来的干扰,以及堆叠后的散热问题都是非常复杂并且具有挑战的问题。以前传统的封装,芯片的前端和后端的设计可以分离,但是越先进的封装,特别是到3D封装,它和后端设计就要紧密地耦合起来,因此对于设计流程、人才的能力要求非常高,”宋继强表示。

为此,对于发展先进封装,宋继强的建议是需要找到封装领域内的专家和应用领域的专家,共同探索清楚需要用到什么级别的技术,这是关键。其次,也需要产业界共同的努力来推动先进封装技术的规范制定。

据宋继强介绍,目前英特尔已经参与到了开源项目CHIPS联盟,提出了一些如AIB接口的标准,能够让更多产业界公司的芯片进行互连,推动产业规范的建立。

英特尔作为全球领先的半导体公司,一直在先进封装领域引领产业发展。先进封装时代已至,期待有更多产业合作伙伴加入先进封装领域,共同推动这项重要技术“再创新高”。

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