2023年28纳米芯国产光刻机解锁数据中心与AI的新时代不起眼先进封装技术的秘密力量
每一次科技的进步，都少不了芯片支撑。更准确的说，是芯片的多核设计以及半导体工艺的进步，让芯片在1986年后性能不断提升同时功耗不断降低。但2015年之后，芯片性能的提升越来越难，关于摩尔定律放缓的讨论也越来越多。而以数据为中心的时代正在到来，数据中心和AI对芯片的要求越来越高。
此时，先进封装技术受到了越来越多的关注，并被寄希望于满足数据中心和AI的需求，这是为什么？
为什么先进封装技术受到关注？
在很长一段时间内，芯片性能的提升和功耗的降低在很大程度上得益于工艺制成的一系列创新突破，从16nm到7nm，芯片制造成本在大幅提高。但以数据中心和AI为代表的大型计算应用对芯片算力、功耗、内存带宽都有更高要求，无论是哪种类型的人工智能处理器或服务器级别硬件，都必须实现每瓦更高性能以及更低成本。
巨大的需求刺激业界寻求解决方案，不仅晶圆代工厂台积电宣布进入封装领域，其2D与3D封装技术涵盖了面向手机至服务器及网络设备，还包括人工智能专用的模块。另一大晶圆代工厂格罗方德（GF）虽然暂停了7nm后续工作，但他们看到了先进封装技术未来将发挥作用。在人工智能驱动的大数据时代，它们正通过先进包容性互连解决方案加速发展。
不过提到先进封装技术，就不能忽视英特尔公司。作为垂直集成IDM供应商，可以从晶体管再到系统层面的集成，在封装技术方面自然占据优势。英特尔集团副总裁兼包容测试部门总经理Babak Sabi表明，与过去不同的是，现在我们需要更多地考虑如何通过2D与3D堆叠，以及全局横向连接去进一步提升单个核心或整体系统效能，同时减少热量产生。
不仅如此，更深入地理解这背后的科学，我们可以看到一个新的世界正在形成——一个由小而大的微缩方向构建，其中包含三种关键微缩策略：一种是利用高度密集化垂直互连；第二种则是在未来的小核心环境中提供更加高效率、高带宽；第三种策略涉及全方位连接，以实现之前无法想象到的3D堆叠带来的能力。
为了达到这一点，我们需要一些基础性的关键解决方案，如嵌入式多管互联桥（EMIB）、协同EMIB（Co-EMIB）、全方位互联接口（ODI）和模拟数字混合接口（MDIO）。这些创新性的技术组合，使得即使是在高度压缩的情况下，也能够保持高速传输速度并节省能源消耗。
然而，在这个过程中，还有许多挑战等待克服，比如散热问题、串扰问题、应力的管理以及良率稳定性。此外，由于采用3D堆叠会导致物理结构变得更加复杂，对顶层与底层裸片进行精细调优成为必要，而这样的操作本身就充满挑战。
但正因为这些困难，也给予了研究者们前所未有的机会去探索新颖且创新的方法，以期望最终开启一扇通往未来信息处理革命的大门。在这个宏伟目标之下，每一项创新都是推动人类科技前沿迈出一步不可或缺的一环。
