La soluzione di interconnessione EMIB di Intel supera le prestazioni dei tradizionali chip 2.5D: offre risparmi sui costi, design semplificato e maggiore flessibilità

Intel ha recentemente evidenziato i vantaggi della sua tecnologia Embedded Multi-die Interconnect Bridge (EMIB) rispetto alle soluzioni di packaging 2.5D convenzionali, evidenziandone le capacità superiori per la progettazione avanzata di chip.

L’EMIB di Intel supera i tradizionali metodi di confezionamento 2.5D

La tecnologia EMIB, sviluppata da Intel, è stata integrata in molti dei suoi chip avanzati, tra cui esempi di spicco come Ponte Vecchio, Sapphire Rapids, Granite Rapids, Sierra Forest e la prossima linea Clearwater Forest. Questa innovativa soluzione di interconnessione dimostra l’impegno di Intel nel migliorare le prestazioni e la scalabilità dei chip.

L’azienda ha delineato i suoi piani per migliorare le capacità di packaging per le future generazioni di chip, sia quelli prodotti internamente che quelli per i suoi clienti fonderie. L’attenzione si concentra su package estesi che sfruttano la tecnologia EMIB insieme a varie tecnologie di packaging proprietarie. Il progetto è rivolto ai data center e incorpora più chiplet interconnessi tramite la tecnologia EMIB.

Un presentatore sul palco presenta "EMIB-T con TSV e MIM" di Intel per lo stitching die-to-HBM4.Confronto tra "Architettura attuale" e "Nuova architettura" per "EMIB-T con TSV e MIM".Scalabilità dell'EMIB per supportare la domanda di intelligenza artificiale, con dati previsti.

Concorrenti come TSMC utilizzano le tradizionali tecnologie di packaging 2.5D e 3D, basandosi su un interposer in silicio situato tra i die (o chiplet) e il substrato del package. Questa interconnessione è realizzata tramite una rete di fili che attraversano il silicio, noti come Through Silicon Vias (TSV).

Un diagramma intitolato "La soluzione standard del settore 2.5D" che evidenzia gli svantaggi.Un'illustrazione digitale che mette a confronto le limitazioni delle dimensioni degli stampi negli imballaggi 2.5D.Illustrazione che mostra le limitazioni del layout del chip con soluzioni 2.5D.

Intel evidenzia diversi svantaggi insiti nella tecnologia 2.5D. La necessità di silicio aggiuntivo esclusivamente per l’interconnettività fa aumentare i costi e, con l’aumentare delle dimensioni dei chip, aumenta anche la complessità del design del package, con un impatto negativo sui tassi di rendimento a causa dei TSV. Inoltre, esistono vincoli sulle dimensioni e sulla flessibilità dei die che limitano la combinazione di diversi die di elaborazione e di memoria.

Diagramma che illustra il concetto EMIB di Intel che collega due chip.Panoramica della costruzione dell'EMIB di Intel che mostra le strutture stratificate.

Al contrario, la tecnologia EMIB elimina la necessità di un’ampia interposizione di silicio, integrando ponti più piccoli direttamente nel substrato, dove i die devono essere collegati. Questo approccio innovativo consente di ricapitolare le potenzialità della tecnologia EMIB in continua evoluzione. La tecnologia include due varianti principali:

EMIB 2.5D

Questa variante offre un mezzo efficiente e conveniente per interconnettere più die complessi.

  • Ideale per applicazioni di memoria logica-logica e logica-memoria ad alta larghezza di banda (HBM).
  • EMIB-M integra condensatori MIM, mentre EMIB-T incorpora TSV.
  • Il ponte in silicio è incorporato nel substrato del pacchetto, facilitando i collegamenti da una costa all’altra.
  • EMIB-T semplifica l’integrazione della proprietà intellettuale da vari design di packaging.
  • Processi di assemblaggio e catena di fornitura semplificati.
  • Tecnologia collaudata in produzione di massa dal 2017, ampiamente utilizzata da Intel e dai suoi partner.

EMIB 3.5D

Questa versione combina le tecnologie EMIB e Foveros in un unico pacchetto.

  • Supporta sistemi eterogenei flessibili consentendo un mix di più stampi.
  • Adatto per applicazioni che richiedono più stack 3D in un pacchetto unificato.
  • Utilizzato nella serie Intel Data Center GPU Max, dotata di oltre 100 miliardi di transistor distribuiti su 47 tile attivi e cinque nodi di processo.

In sintesi, la tecnologia EMIB di Intel offre vantaggi significativi, come flessibilità di progettazione e scalabilità, difficili da ottenere con i tradizionali metodi 2.5D. I principali vantaggi evidenziati da Intel includono:

  • Tassi di rendimento dei pacchetti costanti
  • Opportunità di riduzione dei costi
  • Processi di progettazione semplificati
Confronto delle configurazioni di imballaggio che illustrano i vantaggi dell'EMIB.Confronto visivo tra gli standard di imballaggio del settore e i vantaggi dell'EMIB.

Con l’aumento dell’attenzione di Intel sulla fabbricazione di semiconduttori e l’obiettivo di una maggiore visibilità con le sue tecnologie future, tra cui la tecnologia 14A, soluzioni di packaging avanzate come EMIB svolgeranno un ruolo cruciale. I miglioramenti apportati a tecnologie come la variante “T” e il packaging Foveros hanno suscitato notevole interesse, intensificando la concorrenza in un settore tradizionalmente dominato da TSMC. Il successo della tecnologia 14A potrebbe inaugurare una nuova era per la produzione di chip avanzati negli Stati Uniti.

Fonte e immagini