瘋狂的英特爾,又押注了一項封裝技術

jh 5個月前 (09-20)

下一次封裝革命?

瘋狂的英特爾,又押注了一項封裝技術

在《把內存塞進CPU,先進封裝有多神奇?》一文里,筆者介紹了英特爾研發多年的EMIB、Foveros先進封裝技術。

作為全球頂尖的處理器研發廠商,英特爾在芯片封裝技術領域頗有建樹,雖然比不上業內頭部的封裝巨頭,但在技術層面至少比自家代工業務靠譜得多。

就在今天,英特爾對外透露了一項基于玻璃基板的先進半導體封裝技術。

瘋狂的英特爾,又押注了一項封裝技術

據英特爾聲稱,該封裝技術面向下一代高性能計算應用,屬于業內首發。

而押注新技術的最終目的,是希望在未來完全取代傳統封裝基板。

什么是玻璃基板封裝?

玻璃基板,是一種表面極其平整的薄玻璃片。該材料屬于電子玻璃,有著極高的性能要求,堪稱高端制造的典型。

此前,玻璃基板多用于平板顯示產業,是生產液晶面板最關鍵的基礎材料之一。雖然本身的成本并不高,但由于自身非常嬌貴,導致運輸成本非常高。

因此,真正能大規模提供玻璃基板的廠商還是少數有技術積累的海外巨頭,包括美國康寧、日本旭硝子等老牌企業。

那么用作生產屏幕的玻璃基板,又和造芯片有什么關系呢?

關注數碼產品的讀者可能會知道,Mini/MicroLED等顯示技術在近些年勢頭非常猛,不僅有家電巨頭推動,還有蘋果這樣的科技巨頭撐腰,圍繞著這項顯示技術的配套技術也不斷成熟。

Mini/Micro LED屏幕發光的原理,簡單來說,靠的是背光層成千上萬個細小的 LED 燈珠,而每個燈珠對應一個LED芯片。如何將這么多LED芯片拼湊在一起,就需要LED封裝。

其中,有一項叫COG(Chip on Glass)的LED封裝技術,大膽地將LED芯片直接封裝在玻璃基板上。

瘋狂的英特爾,又押注了一項封裝技術

這種封裝技術結構簡單、可靠性高,非常適合小尺寸設備。但由于芯片是直接封裝在顯示器玻璃上,因此工藝非常復雜、制造成本也特別高,很快就出現了COP、COB等改進型方案。

雖然基于玻璃基板的COG封裝技術在顯示半導體領域遇到了一些瓶頸,但玻璃基板展示出來的出色物理特性,很快吸引來英特爾技術人員的目光。

用玻璃代替塑料

早在今年5月的APJ封裝圓桌會議技術活動上,英特爾首次對外公布了玻璃基板技術。而在今天,英特爾直接拿出了玻璃芯(glass core)基板的實物。

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據新聞稿介紹,英特爾認為,隨著半導體電路變得越來越復雜,塑料基板很快就會達到容納的極限,特別是它們的粗糙表面,會對超精細電路的固有性能產生負面影響,因此半導體行業需要一款新型的基板。

作為替代方案,玻璃基板有比塑料基板更光滑的表面,不會對電路產品產生影響,同時,玻璃基板在熱學性能、物理穩定度方面表現都更出色,更耐熱,因此可以在基板內實現更高密度的互聯。

瘋狂的英特爾,又押注了一項封裝技術

此外,玻璃本身就非常輕薄,其物理特性可以讓芯片封裝更大,整體良率更高。

IC設計工程師在設計芯片的時候,可以使用更高密度更高性能的方案,對于AI、圖形、數據中心等有高算力需求的芯片,有非常明顯的優勢。

值得一提的是,英特爾認為玻璃基板的特性非常適合小芯片(Chiplet),由于小芯片設計對基板的信號傳輸速度、供電能力、設計和穩定性提出了新的要求,在改用玻璃基板后就可以滿足這些要求。

要知道,英特爾一直致力于推動小芯片的發展,并且拉動一批頭部大廠組成UCIe聯盟,降低小芯片先進封裝技術的設計成本,實現小芯片之間的互聯制定統一。

這次搶跑玻璃基板工藝,其背后也有引領行業標準的“私心”在其中。

最后讓我們來看看實物圖。

從官方展示的圖片來看,這次展示的玻璃基板原型是背面是半透明狀,確實類似玻璃材質。

瘋狂的英特爾,又押注了一項封裝技術

為了證明該技術的有效性,英特爾基于一款測試芯片進行了封裝,這塊測試芯片長寬比為20:1,核心厚度為1毫米,而最終的成品外觀確實與傳統芯片有些不同。

瘋狂的英特爾,又押注了一項封裝技術

距離量產還要多久?

雖然今年5月才公布了玻璃基板工藝的動向,但英特爾表示,相關研究工作可以追溯到十年前,并且已經在美國亞利桑那州投資超過10億美元,用于建設研發產線。

由此可見,這項技術其實推進地非常緩慢,距離離量產更是有很長一段時間。

瘋狂的英特爾,又押注了一項封裝技術

前文也提到,玻璃基板封裝技術在顯示領域已經遭遇到了一次門檻,這些致命缺點同樣需要英特爾去解決。

雖然高性能芯片暫時不需要考慮尺寸、成本等問題,但真正到了量產階段,或者就有更好的替代方案出來了。

不過作為一項新技術,遇到問題非常正常。

長期來看,英特爾還是希望多一點先進封裝技術儲備,為自己的代工業務換來更多訂單。

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