Intels EMIB erreicht 90% Ausbeute, Analysten prognostizieren Erfolg für die Foundry; EMIB-T soll bis 2028 über 12x-Reticle hinaus skalieren können.

Intels EMIB erreicht 90% Ausbeute, Analysten prognostizieren Erfolg für die Foundry; EMIB-T soll bis 2028 über 12x-Reticle hinaus skalieren können.

Die EMIB-Technologie (Embedded Multi-die Interconnect Bridge) von Intel hat beeindruckende Ausbeuteraten erzielt und sich damit als Spitzenreiter für die Integration in zukünftige KI-Rechenzentrumschips positioniert.

Intel EMIB: Wegweisende Wettbewerbsfähigkeit im Bereich fortschrittlicher Gehäuse gegenüber TSMC

Jüngste Diskussionen haben die wachsende Attraktivität von EMIB für KI-Unternehmen im Hinblick auf deren Chipdesigns der nächsten Generation hervorgehoben. Das Hauptziel dieser innovativen Technologie ist es, eine effiziente und skalierbare Alternative zu den CoWoS-Lösungen (Chip-on-Wafer-on-Substrate) von TSMC zu bieten.

Führende Unternehmen wie Google planen, Intels fortschrittliche Packaging-Technologie in ihren kommenden Tensor Processing Units (TPUs) einzusetzen, während NVIDIA EMIB ebenfalls für seine Feynman-Chips der nächsten Generation im Blick hat. Angesichts dieser Entwicklungen äußerte sich der Forschungsanalyst Jeff Pu von GF Securities Technology Research optimistisch über die vielversprechende Zukunft von EMIB.

Jeff Pu hob hervor, dass Intels EMIB-Technologie eine Ausbeute von 90 % erreicht hat – ein vielversprechendes Zeichen für Intels Foundry-Abteilung und ein Beleg für das Vertrauen in deren Leistungsfähigkeit. Meta gehört zu den wichtigsten Unternehmen, die EMIB für zukünftige CPUs in Betracht ziehen, obwohl deren Projekt voraussichtlich erst Ende 2028 realisiert wird.

Kontinuierliche Weiterentwicklungen unterstreichen Intels Fokus auf die vielfältigen Vorteile von EMIB: höhere Ertragseffizienz, geringerer Stromverbrauch, niedrigere Herstellungskosten und die Praktikabilität größerer Mixed-Node-Systeme.

Eine Intel-Präsentationsfolie mit dem Titel „Ein echter Durchbruch im Bereich der Verpackung“.
Ein Vergleich, der die verbesserte Flexibilität von EMIB gegenüber herkömmlichen Verpackungsmethoden aufzeigt.
Ein Diagramm, das die „Industriestandard“-Verpackung mit Intels „EMIB“-Verpackung vergleicht.
Hervorhebung der Vorteile von EMIB in Bezug auf Ausbeute, Kosten und Design.
Ein Diagramm, das die „Industriestandard-2.5D-Lösung“ zeigt.
Eine visuelle Darstellung, die die Komplexität traditioneller Lösungen verdeutlicht.

Ein aktuelles Video von Intel zeigt, dass die EMIB-Ausbeute mit FCBGA (Flip Chip Ball Grid Array) vergleichbar ist und gleichzeitig eine höhere Chip-Verbindungsdichte bietet. FCBGA, eine weit verbreitete Hochleistungs-Gehäusetechnologie, verbindet verschiedene Komponenten direkt über Lötbumps mit der Leiterplatte, im Gegensatz zu EMIB, bei dem die Chips innerhalb einer Brücke miteinander verbunden sind.

Unterscheidung zwischen EMIB-M und EMIB-T

Intel bietet derzeit zwei Varianten der EMIB-Technologie an: EMIB-M und EMIB-T. Die EMIB-M-Variante legt Wert auf Effizienz und verwendet Metall-Isolator-Metall-Kondensatoren (MIM) in ihrer Siliziumbrücke, um die Stromversorgung zu verbessern und Signalrauschen zu minimieren. MIM-Kondensatoren sind zwar etwas teurer als herkömmliche Metall-Oxid-Metall-Kondensatoren, bieten aber eine höhere Stabilität und geringere Leckströme.

Eine Abbildung, die veranschaulicht, dass EMIB-M MIM-Kondensatoren enthält.
Detaillierte Beschreibung des Einsatzes von MIM-Kondensatoren zur Leistungssteigerung.

Der Aufbau von EMIB-M beinhaltet die Montage hochdichter 3D-Strukturen aus Chiplets, die über die EMIB-M-Brücke miteinander verbunden sind. Dies gewährleistet eine Kommunikation mit hoher Bandbreite. Die Stromversorgung erfolgt in diesem Aufbau über die Brücke.

  • Effiziente und kostensparende Verbindung für mehrere komplexe Werkzeuge.
  • Verwendet das 2, 5D-Gehäusedesign für Logik-Logik- und Hochbandbreitenspeicher (HBM).
  • EMIB-M verwendet MIM-Kondensatoren, während EMIB-T Through-Silicon Vias (TSVs) einsetzt.
  • Eine Siliziumbrücke ist nahtlos in das Gehäusesubstrat integriert, um eine verbesserte Konnektivität zu gewährleisten.
  • EMIB-T erleichtert die Integration von geistigem Eigentum aus verschiedenen Verpackungsmethoden.
  • Optimierte Lieferketten- und Montageprozesse steigern die Effizienz.
  • Seit 2017 in der Massenproduktion bewährt, wovon sowohl Intel als auch externe Zulieferer profitieren.

Umgekehrt optimiert EMIB-T die Stromführung direkt über die Brücke, was dank der Integration von TSVs eine höhere Dichte ermöglicht, was insbesondere für leistungsstarke KI-Chips von Vorteil ist.

Ein Diagramm zur Veranschaulichung der EMIB-T-Technologie von Intel
Demonstration der Integration von TSVs für die direkte Strom- und Signalübertragung.

EMIB-Skalierung für das Zeitalter der Hyperscaler

Aktuelle Prognosen deuten darauf hin, dass EMIB-T in 120×120-Gehäusen eine Chip-Skalierbarkeit von mehr als dem Achtfachen der Retikelgröße ermöglicht und 12 HBM-Chips sowie vier kompakte Chiplets und über 20 EMIB-T-Verbindungen aufnehmen kann. Bis 2028 will Intel diese Skalierbarkeit auf mehr als das Zwölffache der Retikelgröße in 120×180-Gehäusen erweitern und so 24 HBM-Dies und mehr als 38 EMIB-T-Verbindungen realisieren.

Im Vergleich dazu prognostiziert TSMC, bis 2028 14-mal größere Retikelstrukturen mit bis zu 20 HBM-Gehäusen zu erreichen. Das Unternehmen plant außerdem die Entwicklung von System-of-Wafer-Gehäusen (SoW) für die großflächige, fortschrittliche Chip-Gehäusefertigung, allerdings zu deutlich höheren Kosten als bei CoWoS.

Eine Hauptstärke von EMIB ist seine Unabhängigkeit von IP und Chip-Prozessknoten, die eine vielseitige Integration verschiedener Chips von unterschiedlichen Anbietern ermöglicht und gleichzeitig eine optimale Leistung in Bezug auf Bandbreite und Energieeffizienz gewährleistet.

Quellen & Bilder

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