IntelのEMIBは90%の歩留まりを達成、アナリストはファウンドリの成功を予測、EMIB-Tは2028年までにレチクルの12倍を超える規模に拡大すると予想される

IntelのEMIBは90%の歩留まりを達成、アナリストはファウンドリの成功を予測、EMIB-Tは2028年までにレチクルの12倍を超える規模に拡大すると予想される

インテルのEMIB(Embedded Multi-die Interconnect Bridge)技術は、驚異的な歩留まり率を達成しており、将来のAIデータセンターチップへの統合における最有力候補としての地位を確立している。

Intel EMIB:TSMCに対する先進的なパッケージング競争力の先駆者

最近の議論では、次世代チップ設計において、AI企業の間でEMIBの魅力が高まっていることが注目されている。この革新的な技術の主な目的は、TSMCのCoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)ソリューションに代わる、効率的で拡張性の高いソリューションを提供することである。

Googleのような大手企業は、次世代のTensor Processing Unit(TPU)にIntelの先進的なパッケージング技術を採用する計画を立てており、NVIDIAも次世代FeynmanチップにEMIBの採用を検討している。こうした動きを受け、GF Securities Technology Researchのアナリスト、ジェフ・プー氏は、EMIBの目覚ましい成長軌道について楽観的な見解を示した。

特筆すべきは、ジェフ・プー氏が、インテルのEMIB技術が90%の歩留まり率を達成したと指摘したことであり、これはインテルのファウンドリ部門にとって有望な兆候であり、その能力に対する信頼の表れでもある。メタは、将来のCPUにEMIBを採用することを検討している主要企業の1つだが、同社のプロジェクトが実現するのは2028年後半になる可能性がある。

継続的な技術進歩は、インテルがEMIBがもたらす様々なメリット、すなわち歩留まり効率の向上、消費電力の削減、製造コストの低減、そしてより大規模な混合ノードシステムの実現可能性を重視していることを示しています。

Intelのプレゼンテーションスライド「真のパッケージングのブレークスルー」
EMIBが従来の包装方法に比べて柔軟性が向上していることを示す比較図。
「業界標準」パッケージとインテルの「EMIB」パッケージを比較した図
EMIBの歩留まり、コスト、設計における利点を強調する。
「業界標準の2.5Dソリューション」を示す図
従来の解決策の複雑さを強調した視覚的な表現。

インテルが最近公開した動画では、EMIBの歩留まりがFCBGA(フリップチップボールグリッドアレイ)と同等でありながら、より高いダイ接続密度を実現していることが示されています。高性能パッケージング技術として広く普及しているFCBGAは、はんだバンプを介して異なるコンポーネントをPCBに直接接続しますが、EMIBはブリッジ内でダイ同士を相互接続します。

EMIB-MとEMIB-Tの鑑別

現在、インテルはEMIBテクノロジーの2つの異なるバリエーション、EMIB-MとEMIB-Tを提供しています。EMIB-Mは効率性を重視し、シリコンブリッジ内にMIM(金属-絶縁体-金属)コンデンサを組み込むことで、電力供給を強化し、信号ノイズを最小限に抑えています。MIMコンデンサは従来の金属-酸化物-金属コンデンサよりも若干高価ですが、安定性が向上し、リーク電流が低減されます。

「EMIB-MにMIMコンデンサが組み込まれている」ことを示す図解
性能向上を目的としたMIMコンデンサの組み込みについて詳述する。

EMIB-Mの構築は、EMIB-Mブリッジを介して相互接続されたチップレットによって高密度3D構造を組み立てることによって行われ、これにより高帯域幅通信が確保されます。この構成では、電力はブリッジを迂回して供給されます。

  • 複数の複雑な金型を効率的かつコスト効率よく接続します。
  • ロジックロジックと高帯域幅メモリ(HBM)には、2.5Dパッケージング方式を採用しています。
  • EMIB-MはMIMコンデンサを採用しているのに対し、EMIB-TはTSV(スルーシリコンビア)を組み込んでいる。
  • シリコンブリッジをパッケージ基板にシームレスに埋め込むことで、接続性を向上させています。
  • EMIB-Tは、多様な包装手法から得られる知的財産の統合を促進する。
  • 合理化されたサプライチェーンと組立プロセスにより、効率性が向上します。
  • 2017年以来、量産体制で実績があり、インテルと外部サプライヤー双方にメリットをもたらしている。

一方、EMIB-Tはブリッジを介して直接電力ルーティングを最適化することで、TSV(Through-Silicon Via)の統合により高密度化を実現し、特に高性能AIチップにとって有益である。

IntelのEMIB-Tテクノロジーを示す図
TSV(スルーホール導波路)を用いた直接的な電力および信号伝送の統合事例を紹介します。

ハイパースケーラー時代に向けたEMIBのスケーリング

現在の予測では、EMIB-Tは120×120パッケージ内でレチクルサイズの8倍を超えるチップ拡張性をサポートし、12個のHBMチップと4個の小型チップレット、そして20個以上のEMIB-T相互接続を収容できるとされています。インテルは2028年までに、これを120×180パッケージ内でレチクルサイズの12倍以上に拡張し、24個のHBMダイと38個以上のEMIB-T接続を収容することを目指しています。

一方、TSMCは、最大20個のHBMパッケージを用いて、2028年までにレチクルサイズを14倍に拡大することを予測している。同社はまた、CoWoSに比べて大幅にコストは高くなるものの、大規模な先進チップパッケージング向けにシステム・オブ・ウェーハ(SoW)パッケージの開発も計画している。

EMIBの主な強みは、IPやチップのプロセスノードに依存しない性質にある。これにより、異なるプロバイダーの様々なチップを柔軟に統合できるだけでなく、帯域幅と電力効率の面で最適なパフォーマンスを確保できる。

出典と画像

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