Передова упаковка Intel: Нова ера ШІ-напівпровідників з Foveros та EMIB

Попит на обчислювальну потужність для штучного інтелекту (ШІ) вимагає від напівпровідникової індустрії відходу від використання єдиних масивних чипів. Натомість, передова упаковка стає ключовою технологією, що дозволяє з'єднувати кілька спеціалізованих чипів разом. Це дає змогу їм функціонувати як єдиний, потужний блок, який швидше обробляє великі робочі навантаження майбутнього.

Інноваційний центр у Нью-Мексико

Intel давно займається передовою упаковкою чипів у США та по всьому світу. На підприємствах Intel у Ріо-Ранчо, Нью-Мексико, ці технології розширюють так звану «межу ретикули», масштабуючи пакети до 8 разів більше за галузевий стандарт сьогодні, і понад 12 разів до 2028 року. За словами Кеті Прауті, менеджера фабрики Intel Fab 9, цей об'єкт, який у 1980-х роках був лідером у виробництві 6-дюймових пластин, тепер є лідером у США з передової упаковки. Підприємство, що починало з 25 співробітників у 1980 році, нині налічує 2700 працівників та 500 постачальників.

Foveros: З'єднання чиплетів для продуктивності та ефективності

Одним із передових процесів пакування на Fab 9 у Нью-Мексико є Foveros, який фокусується на з'єднанні менших спеціалізованих чипових плиток, або чиплетів, в єдину високопродуктивну систему. Foveros дозволяє Intel Foundry з'єднувати ці чиплети на кремнієвому інтерпозері. Кріс Зайберт, головний інженер Fab 9, описує процес так:

1. Інструмент для приєднання чипів: Перший крок, де кремнієва пластина (як «основа для піци») та чиплети (як «начинка») подаються та приєднуються.
2. «Піч»: Пластина переміщується до іншого інструменту, який діє як піч для запікання системи.
3. Заповнення епоксидною смолою: Після цього роботизована система FOUPs (front-opening unified pods) переміщує пластину до машини, де епоксидна смола заповнює простір під і навколо чиплетів, щоб все було щільно притиснуто.
4. Нарізка: Нарешті, пластини розрізаються на окремі пакети за допомогою водоохолоджуваних лез.

Цей процес дозволяє об'єднувати різні чипи з різних дизайнів або технологічних вузлів на одній пластині. Використання Foveros дозволяє чиплетам функціонувати як єдиний потужний блок, що працює швидше та обробляє масивні робочі навантаження. Foveros також сприяє збільшенню часу роботи батареї ноутбуків, робить їх тоншими, а пристрої периферійних обчислень можуть поміщатися в менші простори без втрати продуктивності.

EMIB: Ефективне з'єднання чипів

Частиною передового процесу пакування напівпровідників є технологія EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge). Вона полягає у з'єднанні спеціалізованих чипів на пакеті за допомогою крихітних кремнієвих мостів. Цей підхід дозволяє різним чипам працювати як єдиний блок, забезпечуючи необхідну потужність для ШІ, одночасно підвищуючи ефективність та знижуючи виробничі витрати. На відміну від інших виробників, які можуть використовувати дорогі кремнієві інтерпозери, Intel Foundry вбудовує крихітні високошвидкісні кремнієві мости лише там, де вони потрібні, що є «ярликом даних», який скорочує витрати.

EMIB-T: Нове покоління для живлення та гнучкості

У 2026 році з'явилася остання розробка – EMIB-T. Ця технологія додає канали через міст EMIB для прямої подачі живлення до чипів, а не навколо них. Це покращує енергоефективність та маршрутизацію сигналу, необхідну для новітніх технологій високошвидкісної пам'яті (HBM). Intel Foundry є єдиною компанією, яка може комбінувати чиплети з різних джерел безпосередньо на найбільших у галузі підкладках, що забезпечує гнучкість для створення масивних ШІ-двигунів для сучасних центрів обробки даних.

Що це означає для розробників

Ці технології дозволяють розробникам створювати потужніші та ефективніші ШІ-рішення, використовуючи апаратні платформи, що складаються з чиплетів різних джерел. Гнучкість у комбінуванні компонентів на великих підкладках відкриває можливості для розробки масштабних ШІ-систем, які раніше були недосяжними.

Ключові факти

• Intel використовує передові технології пакування (Foveros, EMIB, EMIB-T) для ШІ-напівпровідників нового покоління.

• Ці технології дозволяють об'єднувати кілька спеціалізованих чипів (чиплетів) в єдиний потужний блок.

• Виробництво відбувається на підприємствах Intel у Ріо-Ранчо, Нью-Мексико, які розширюють «межу ретикули» до 8x сьогодні та понад 12x до 2028 року.

• Технологія Foveros з'єднує чиплети на кремнієвому інтерпозері, дозволяючи створювати тонші пристрої та збільшувати час роботи батареї.

• Технологія EMIB використовує крихітні кремнієві мости для з'єднання чипів, підвищуючи ефективність та знижуючи витрати.

Джерела

• Intel’s U.S. Advanced Packaging Enables Next-Generation AI Semiconductors