先進(jìn)封裝競爭不斷向細(xì)分領(lǐng)域發(fā)展。
昨天(18日),英特爾宣布推出業(yè)界首款用于下一代先進(jìn)封裝的玻璃基板,計劃于2026~2030年量產(chǎn),憑借單一封裝納入更多的晶體管,預(yù)計這將實現(xiàn)更強(qiáng)大的算力(HashRate),持續(xù)推進(jìn)摩爾定律極限,這也是英特爾從封裝測試下手,迎戰(zhàn)臺積電的新策略。
英特爾稱該基板材料是一項重大突破,可解決有機(jī)材質(zhì)基板用于芯片封裝產(chǎn)生的翹曲問題,突破了現(xiàn)有傳統(tǒng)基板的限制,讓半導(dǎo)體封裝晶體管數(shù)量極限最大化,同時更省電、更具散熱優(yōu)勢,將用于更高速、更先進(jìn)的數(shù)據(jù)中心、AI、繪圖處理等高端芯片封裝。
英特爾指出,該玻璃基板可以承受更高的溫度,圖案變形減少50%,并具有超低平坦度,可改善曝光深焦,并具有極其緊密的層間互連覆蓋所需的尺寸穩(wěn)定性。
業(yè)者指出,玻璃材質(zhì)的芯片基板,受惠于低間距及更小的膨脹系數(shù),生產(chǎn)制程具優(yōu)勢,預(yù)計相關(guān)芯片最早可在2024年年底前生產(chǎn),搶攻大型數(shù)據(jù)中心GPU及加速器市場。
英特爾以先進(jìn)封裝延續(xù)摩爾定律至2030年,從系統(tǒng)級單芯片(SoC)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)級封裝(system-in-package),導(dǎo)入嵌入式多芯片互連橋接(EMIB)封裝技術(shù)、邏輯芯片3D堆疊封裝技術(shù)(Foveros),此外,新開發(fā)的3D封裝技術(shù)Foveros Omni、Foveros Direct也準(zhǔn)備投入量產(chǎn)。
英特爾開發(fā)先進(jìn)封裝技術(shù),一方面能夠提升芯片密度,目標(biāo)到2030年在一個封裝中,實現(xiàn)1兆個晶體管。另一方面,可以滿足自家產(chǎn)品、代工客戶產(chǎn)品的異質(zhì)整合需求,提高晶粒(Chiplet)靈活性、并降低成本和功耗。
該公司看好玻璃材質(zhì)的剛性以及較低的熱膨脹系數(shù),英特爾院士暨組裝與測試總監(jiān)Pooya Tadayon指出,玻璃基板有很大優(yōu)勢,用來降低連接線路的間距,適用于大尺寸封裝。
Pooya Tadayon表示,使用玻璃材料能夠提高芯片供電效率,互連密度可以提高10倍,將帶寬近翻倍提升至448G。他強(qiáng)調(diào),玻璃基板將逐漸普及,并與有機(jī)材質(zhì)基板共存。
英特爾計劃于2026~2030年進(jìn)入量產(chǎn)階段,相關(guān)業(yè)者表示,目前處在實驗、送樣階段,加工穩(wěn)定性仍有待改善。不過法人就先進(jìn)封裝市場依舊保持樂觀,并認(rèn)為市場將快速增長。目前,先進(jìn)封裝多數(shù)應(yīng)用在包括英特爾、AMD和英偉達(dá)的數(shù)據(jù)中心芯片,估計2023年合計出貨量900萬個。
英特爾已規(guī)劃2024年主流NB用CPU平臺Meteor Lake,導(dǎo)入先進(jìn)封裝Foveros技術(shù),在interposer(中間層)上使用4個芯片,預(yù)估2024年使用先進(jìn)封裝芯片將10倍數(shù)增長至9000萬個。
未來,在低延遲和線下使用需求推動下,更可能進(jìn)一步使用在手機(jī)端推理芯片,大量參數(shù)的LLM模型需要手機(jī)端裝上更大面積先進(jìn)封裝的芯片,最快2025年可能導(dǎo)入5.5億支高端機(jī)種,市場需求充滿想象。
對攻臺積電
這一突破性成果是英特爾為其美國晶圓代工廠增強(qiáng)先進(jìn)封裝能力的另一個跡象,也是英特爾迎戰(zhàn)臺積電的新策略。
臺積電的亞利桑那州晶圓廠計劃生產(chǎn)4nm和3nm芯片,但目前并無在亞利桑那州或美國境內(nèi)打造封裝廠的計劃,主要卡關(guān)因素是成本高昂,因此,這些先進(jìn)芯片不會在美國完成封裝。
英特爾先進(jìn)封裝資深經(jīng)理Mark Gardner于今年5月份指出,英特爾芯片制造工廠和組裝、測試、封裝站點分布在世界各地,而臺積電大部分芯片制造設(shè)施都在臺灣地區(qū),英特爾的優(yōu)勢在于提供安全供應(yīng)鏈、分散地緣風(fēng)險,也可提供客戶部分IDM流程,彈性選擇。
Gardner 稱:“英特爾晶圓制造服務(wù)愿意讓客戶只使用服務(wù)的一部分,也就是說,他們可以委托其它晶圓代工廠生產(chǎn)芯片,英特爾只做封測。”
業(yè)界分析,英特爾下一代玻璃基板先進(jìn)封裝解決方案,可提供更大面積、更具效能的封裝服務(wù),此舉將掀起全球半導(dǎo)體封裝新一波革命,與日月光、安靠等專業(yè)封測廠一較高下。
雖然沒有透露合作的供應(yīng)鏈名單,但英特爾表示,其投入玻璃基板相關(guān)研發(fā),并與材料及設(shè)備廠緊密合作,希望建構(gòu)相關(guān)生態(tài)系。也認(rèn)為即使有了玻璃基板方案,未來也會跟有機(jī)基板方案持續(xù)共存,并非完全取代。
業(yè)界:量產(chǎn)技術(shù)仍不成熟
對于英特爾的玻璃基板,PCB載板廠商表示,量產(chǎn)技術(shù)仍不成熟,該技術(shù)是否有出海口仍需觀察。
載板先前市場已有耳語玻璃基板,目前核心層本來就有特殊玻璃材料且內(nèi)含在PCB載板,但相關(guān)技術(shù)仍不成熟,仍在實驗室技術(shù)開發(fā)中。
業(yè)界預(yù)期,相關(guān)技術(shù)將在成熟后才能搭配ABF載板或硬板,而且,如果是涉及玻璃基板的封裝段則是硅中間層或其它材質(zhì)的變化,實際和PCB載板廠商生產(chǎn)制程較無關(guān),而是封裝部分的材質(zhì)流程變化。
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原文標(biāo)題:英特爾推出下一代先進(jìn)封裝用玻璃基板,業(yè)界提出質(zhì)疑
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