新闻中心

EEPW首页 > 嵌入式系统 > 业界动态 > 这项黑科技将使半导体芯片发展走上新方向

这项黑科技将使半导体芯片发展走上新方向

作者:时间:2019-01-28来源:中关村在线收藏
编者按:去年,英特尔第一次在公开场合提出了“混搭”的概念。也就是将不同规格的半导体芯片通过特殊方式封装在一个芯片之上,使之具备更强的性能和更好的功耗表现。这种混搭封装技术被英特尔命名为EMIB,即EmbeddedMulti-DieInterconnectBridge,中文译名为嵌入式多核心互联桥接。EMIB是随着英特尔KabyLake-G公布以及搭载KBL-G的冥王峡谷NUC发售而进入大众消费者眼帘的。作为冥王峡谷的用户,我可以算是EMIB技术的第一批受益者,也深深感受到了这种技术所存在的潜力。

  去年,英特尔第一次在公开场合提出了“混搭”的概念。也就是将不同规格的通过特殊方式封装在一个之上,使之具备更强的性能和更好的功耗表现。这种混搭封装技术被英特尔命名为EMIB,即EmbeddedMulti-DieInterconnectBridge,中文译名为嵌入式多核心互联桥接。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201901/397178.htm

  EMIB是随着英特尔KabyLake-G公布以及搭载KBL-G的冥王峡谷NUC发售而进入大众消费者眼帘的。作为冥王峡谷的用户,我可以算是EMIB技术的第一批受益者,也深深感受到了这种技术所存在的潜力。通过EMIB方式,KBL-G平台将英特尔酷睿处理器与AMDRadeonRXVegaMGPU整合在一起,同时具备了英特尔处理器强大的计算能力与AMDGPU出色的图形能力,同时还有着极佳的散热体验。这颗创造了历史,也让产品体验达到了一个新的层次。

  冥王峡谷是KBL-G平台的代表产品,它将办公与品质娱乐很好的结合在一起

  在今年初的CES2019上,英特尔继更早之前的ArchitectureDay之后,又一次展示了Foveros3D封装技术,作为EMIB技术的“升级版”,Foveros堪称芯片界的黑科技。简单来说,EMIB与Foveros的区别在于前者是2D封装技术,而后者则是3D堆叠封装技术。

  2D与3D的区别其实很好理解,就像是平房和楼房的区别。假如一个小区有300人,这300人要安置在房子里的话,如果使用盖平房的方式来做的话,那么就需要100间到300间房子,而且这些房子需要平铺在极大的一片土地上;而如果使用盖楼房的方式来做的话,那么同样需要100-300间房子,但是只需要比前者小得多的占地面积就可以承载的下,这就是2D封装与3D封装的区别。

  放在芯片领域来讲的话,其实EMIB和Foveros在芯片性能、功能方面的差异不大,都是将不同规格、不同功能的芯片堆叠在一起来发挥不同的作用。不过在体积、功耗等方面,Foveros3D堆叠的优势就显现了出来。今年CES2019英特尔发布会上,英特尔公司高级副总裁兼客户端计算事业部总经理GregoryBryant展示了首款Foveros3D堆叠设计的主板芯片LakeField,它集成了IceLake处理器以及22nm小核心,具备完整的PC功能,但体积只有几枚美分硬币大小,让人感受到了Foveros3D封装技术的强大。

  虽说Foveros是更为先进的3D封装技术,但它与EMIB之间并非取代关系,英特尔在后续的制造中会将二者结合起来使用。

  以下两张图,是对这一突破性发明的详细介绍,第一张图展示了Foveros如何与英特尔嵌入式多芯片互连桥接(EMIB)2D封装技术相结合,将不同类型的小芯片IP灵活组合在一起,第二张图则分别从俯视和侧视的角度透视了Foveros3D封装技术。

  无论是EMIB还是Foveros,封装方式不同,但解决的问题是一样的。

  以往单片时代处理器内部的CPU核心、GPU核心、IO单元、内存控制器等子单元都必须是同一工艺制程下设计的,不过在实际应用中其实并不需要大家都一样。比如CPU、GPU核心需要更高的性能,那么以更加先进的工艺去设计制造是必要的。但是像IO单元、控制器等器件,就不需要这么先进的工艺了。以前的封装技术无法解决这种问题,但是通过EMIB或Foveros就可以实现不同工艺芯片之间的堆叠封装了。

  此外,Foveros与EMIB的意义不仅仅在于可以将不同规格之间的芯片封装在一起,更重要的意义在于它的出现能够让英特尔摆脱芯片架构与工艺之间“捆绑”的束缚,使工艺与架构分离,这样可以使英特尔在制程、架构设计上有更强的灵活性。

  在目前的半导体芯片行业中,英特尔是为数不多的IDM垂直整合型半导体公司。即自己设计芯片架构、自己制造芯片、自己封装芯片,这一点其它芯片厂商几乎做不到。

  不过这也是一把双刃剑。优点是英特尔能够自主根据不同工艺开发不同的CPU架构,而且因为是全自主,所以新工艺开发的架构可以最大化的利用特定工艺的优势,使之达到更好的匹配与契合;但不足之处在于将架构与工艺捆绑起来制约了灵活性,比如延期之后,英特尔无法使用14nm工艺去生产制程架构就是典型的例子。

  Foveros与EMIB的出现,使得英特尔能够在未来的发展中跳出制程工艺与架构捆绑的约束,在推进制程工艺发展和架构发展方面能够更为灵活,有更多的选择空间。

  而对于OEM合作伙伴来说,全新的封装技术能够实现客制化需求,这一点极为重要。以往英特尔与OEM的关系是“我升级芯片你做相应的产品”。OEM的选择权不大,只能跟着英特尔的节奏走,英特尔不更新OEM就只能干等着。全新封装技术的出现,可以允许OEM去向英特尔客制化自己想要的芯片,从而在不同类型、不同形态的产品之上选择不同的芯片方案,更加灵活。因此,Foveros与EMIB不仅仅对于英特尔自身有着重要意义,同时对于整个PC产业、甚至是IT数码产业都有着极为重要的意义。



关键词: 半导体 芯片 10nm

评论

技术专区

关闭