“半導體制造和封裝正在融合，在這個過程當中，封裝已經(jīng)成為一個非常重要、有趣的創(chuàng)新所在”英特爾封裝研究與系統(tǒng)解決方案總監(jiān)Johanna Swan如是說。

正如我們所見，在當今半導體市場當中，那些少數(shù)還在致力于先進制程發(fā)展的企業(yè)們，都開始向先進封裝技術方向進行拓展。而這也意味著封裝技術，尤其是先進封裝技術已經(jīng)被業(yè)界視為是繼續(xù)推進摩爾定律繼續(xù)發(fā)展的關鍵之一。

同時，這種融合也促進了晶圓代工市場的變化。在這其中，發(fā)生在英特爾身上的改變最為受到關注。那么，對于英特爾來說，封裝技術到底扮演著怎樣的一個角色，他們又是如何看待封裝技術的發(fā)展，很值得我們?nèi)ヌ骄俊?/p>

封裝技術所扮演的角色

作為IDM模式的代表，在英特爾新任CEO帕特·基辛格走馬上任后，這個引領者半導體行業(yè)數(shù)十年發(fā)展的企業(yè)宣布，要迎接制造業(yè)的新紀元，即IDM 2.0。帕特·基辛格曾強調(diào)在IDM 2.0時代，英特爾的核心能力依然是設計、制造、封裝一體化的能力。

我們看到，在封裝技術的重要性日益凸顯的今天，在英特爾宣布英特爾將邁入IDM 2.0后，先進封裝的重要性也得到了重點強調(diào)。

帕特·基辛格曾指出，英特爾在封裝技術方面的領先性，是一項重要的差異化因素。這使英特爾能夠在一個普適計算的世界中，通過將多種IP或芯片封裝在一起，從而交付獨一無二、定制化的產(chǎn)品，滿足客戶多樣性的需求。

如果說，曾經(jīng)英特爾的先進封裝技術，只有英特爾的產(chǎn)品才能享受得到。那么在IDM 2.0的時代里，英特爾的先進封裝技術很有可能被更多的產(chǎn)品采用。

這要歸功于，英特爾所提出的英特爾代工服務（IFS）。在此前的報道中，曾有媒體這樣描述IFS的優(yōu)勢——IFS事業(yè)部與其他代工服務的差異化在于，它結(jié)合了領先的制程和封裝技術，并支持x86內(nèi)核、ARM和RISC-V生態(tài)系統(tǒng)IP的生產(chǎn)，從而為客戶交付世界級的IP組合。

對此，Johanna Swan也在接受半導體行業(yè)觀察的采訪時稱：“可以肯定的是，英特爾代工廠客戶將可以使用我們已準備好部署的前沿封裝技術，包括2D、2.5D或3D技術。”

據(jù)Johanna Swan介紹，在進入到IDM 2.0時代后，英特爾將繼續(xù)開發(fā)2D、2.5D 和 3D 等先進封裝技術。英特爾也會將這些技術提供給代工客戶，以滿足他們獨特的產(chǎn)品需求。

Hybrid Bonding將成為英特爾先進封裝發(fā)展關鍵

從上述這些回復中，我們可以發(fā)現(xiàn)，先進封裝將成為未來產(chǎn)品實現(xiàn)差異化的關鍵。因此，對于先進封裝的理解，以及區(qū)別于其他代工廠商在先進封裝上的優(yōu)勢，可能會成為其先進封裝技術是否能被更大的市場所接納的關鍵所在。

在英特爾看來，在功率效率、互連密度和可擴展性等方面的提升，是指引著英特爾先進封裝發(fā)展的明燈。以此為基礎，英特爾也曾在其架構(gòu)日上展示了其封裝技術路線圖。

如圖所示，從標準封裝到EMIB（嵌入式多管芯互聯(lián)橋接）再到Foveros，凸點間距從100μm縮減到50-25μm。而無論是EMIB（嵌入式多管芯互聯(lián)橋接）還是Foveros，這都是英特爾在先進封裝領域的過往，對于未來，他們將怎么走下去？

Johanna Swan表示：“我們擁有的發(fā)展機會是在每毫米立方體上提供最多的區(qū)塊并獲得每毫米立方體最多的功能。但在這方面我們還沒有走到極限。”

基于這種理解，英特爾也將在未來致力于開發(fā)小于10微米凸點間距的封裝技術。

在英特爾看來，混合結(jié)合（Hybrid Bonding）是實現(xiàn)小于10微米凸點間距的關鍵技術之一。Hybrid Bonding也是去年英特爾在其架構(gòu)上首次提出的方案。在今年的 ECTC中，英特爾再次公布了關于Hybrid Bonding的一些細節(jié)。據(jù)英特爾介紹，采用Hybrid Bonding還可實現(xiàn)更小的外形尺寸。

據(jù)介紹，凸點間距為50微米的Foveros，在每平方毫米中包含大約 400 個凸點。但對實現(xiàn)小于10微米的凸點間距的Hybrid Bonding，則可在每平方毫米容納10,000 個凸點。Johanna Swan表示表示：“這樣，我們便可以在兩個芯片之間實現(xiàn)更多的互連，這也意味著采用這種方式可以提供更小、更簡單的電路，因為它們實際上可以相互疊加。因此，也不必做扇入（fan-in）和扇出(fan-out)。有了這個更簡單的電路，我們可以使用更低的電容。然后開始降低該通道的功率。”

與此同時，Johanna Swan也指出，由于Foveros和Hybrid Bonding在組裝工藝上存在著差異，因此，在使用Hybrid Bonding時，需要一種新的制造、清潔和測試方法。

采用Hybrid Bonding的初衷是為了將更多的IP或區(qū)塊（tile）集成在一起，同時實現(xiàn)芯片到芯片的互連。而這就意味著，從焊接轉(zhuǎn)向Hybrid Bonding，即要保持制造流程以相同的速度進行，還要將更多的IP或芯片放置在一起。

為解決這一挑戰(zhàn)，英特爾正在考慮的解決方案是進行批量組裝，他們稱之為自組裝。據(jù)介紹，英特爾正在聯(lián)手CEA-LETI 在推進混合結(jié)合（Hybrid Bonding）自組裝研究。

Johanna Swan表示，混合結(jié)合（Hybrid Bonding）的技術進步同樣可用于CO-EMIB和ODI架構(gòu)，這些架構(gòu)則是英特爾先進封裝在可擴展性方面所推出的技術。

由此，我們可以看出，Hybrid Bonding不僅能夠在功率效率、互連密度的提升上提供幫助，還可以在可擴展性方面提供支持。也因此，筆者認為Hybrid Bonding將成為英特爾先進封裝發(fā)展關鍵。

先進封裝將走向何處？

市場是驅(qū)動封裝技術升級的重要因素。

“提供獨特的解決方案，推動了我們關注的技術。”Johanna Swan表示：“產(chǎn)品需求的不斷進化，才是真正推動封裝需要轉(zhuǎn)變的原因。”她認為，封裝技術進步會隨著用戶的差異化需求而出現(xiàn)。

在Johanna Swan看來，定制化是實現(xiàn)下一階段異構(gòu)集成的真正原因。因此，市場將需要獲得更多不同的節(jié)點或 IP 組合，在不同的制程或節(jié)點上執(zhí)行此操作。通過這種混合搭配，可以為特定客戶進行深度定制。

在此基礎之上，Johanna Swan認為極致的異構(gòu)集成是封裝技術的未來趨勢。她表示：“封裝技術將繼續(xù)具有縮小尺寸的特征，正如我們在架構(gòu)日展示的那樣，我們能夠?qū)⒃絹碓叫〉?IP 和越來越小的區(qū)塊（tile）封裝在一起。”

寫在最后

制程&封裝是英特爾未來發(fā)展的六大技術支柱之一。作為這個支柱當中重要的一部分，英特爾也對其封裝技術進行了一系列的布局。這其中就包括在今年5月份，英特爾宣布，將投資35億美元，為其位于新墨西哥州的里奧蘭喬工廠配備先進的封裝設備，包括Foveros技術，預計2021年底動工。

除此之外，英特爾在還在諸多半導體行業(yè)權(quán)威會議上所發(fā)表的論文和演講當中，也頻繁地講到了他們對于先進封裝的最近研究以及進展。

從這一系列動作當中，我們可以透過英特爾這一行業(yè)巨頭，看到封裝技術的價值正在發(fā)生變化。