半导体芯片革命解密数据中心与AI背后的先进封装秘密
在科技的高速发展中，芯片不仅是关键，也是驱动力。从1986年至今，多核设计和半导体工艺的突破让芯片性能飞速提升，同时功耗大幅降低。但自2015年起，这种提升趋势放缓，而数据中心与人工智能（AI）的崛起则对芯片提出了更高要求。
此时，先进封装技术成为了满足这些新需求的希望之光。这是为什么？简单来说，因为随着晶圆制造成本的不断上升，以及数据中心和AI对算力、功耗和内存带宽等方面更加严苛的要求，无论哪种类型的芯片，都需要实现每瓦更高性能、更低成本。而巨大的市场需求正刺激行业寻求解决方案。
台积电宣布进入封装领域，其技术涵盖2D和3D，为手机到服务器再到网络都提供了支持。同时，格罗方德虽然停止了7nm工艺，但也看到了先进封装技术未来的重要性。其平台首席技术专家John Pellerin表示，在大数据时代，先进封装技术正在发挥比以往更大的作用，以满足高能效、高吞吐量互连的需求。
英特尔作为垂直集成型IDM厂商，可以从晶体管到系统层面的集成，在封装技术方面自然占据有利地位。集团副总裁兼封装测试技术开发部门总经理Babak Sabi指出，先进封装是迎合多元化计算时代需求，可以通过2D、3D等方式提升性能并降低功耗。而院士兼技术开发部联合总监Ravi Mahajan认为，即便3D封装不会限制于AI和大数据，它仍然是一个推动力的关键因素。
那么如何使得这项先进技术能够满足我们对于性能越来越高要求？答案在于从传统2D水平堆叠向垂直堆叠转变。在这种情况下，我们可以将不同功能的小型化芯片堆叠起来形成SoC，从而减少设计、测试以及制造过程中的复杂性，并最终降低成本加速产品上市速度。
例如英特尔展示的一款逻辑芯片3D堆叠方案——Foveros，就是将小型化小芯片垂直堆叠，而不必重新设计或测试整个系统。这一举措极大地简化了流程，同时提高了整体性能。此外，还有一些微缩方向，如全局横向互连、三维全方位互连接接口（ODI）等，每一种都是为了应对未来挑战而被创新的解决方案。
然而，将这些不同微缩方向结合使用并不是一件容易的事。它们各自针对不同的应用需求，但并不排斥彼此，有时候还能有针对性的组合使用，以达到最佳效果。而且，由于选择3D或其他类型的微缩结构需要考虑多种因素，比如物理约束条件或者架构适配性，因此决策变得更加复杂。
最后，不可避免的问题包括散热问题。如果没有有效的手段去管理底部裸片上的热区，那么这项创新可能会因为过热而遭受挫折。不过，如果能够克服这些障碍，这些先进微缩结构无疑将为我们的数字世界带来革命性的变化，使得每个单独的小块成为一个强大的整体，从而开启一个新的时代——即拥有高度定制化能力的大规模计算机系统时代。
