你不一定知道的英特尔封装实力

来源:半导体行业观察发布时间:2023-08-251118浏览

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先进封装则被视为延续摩尔定律寿命的重要技术，英特尔（Intel）最新电脑处理器Meteor Lake将在9月发布，采用英特尔最先进3D IC封装技术「Foveros」，透过堆叠的封装方式，增进芯片效能。英特尔封装/组装/测试技术开发资深总监Pat Stover就表示：「我在封装领域已有27年经验，透过封装延续了摩尔定律。」

半导体业者过去透过制程的微缩，追求在更小的芯片内塞入更多电晶体，提升算力和效能，带动各项电子产品的迭代。然而微缩存在物理极限，半导体三巨头台积电、英特尔和三星（Samsung Electronics），便聚焦研发将芯片如积木一样堆叠并封住，用3D立体的方式解决微缩障碍，此种技术则被称作先进封装。

英特尔最先进的封装技术，一次看懂

先进封装指的是2.5D以上的封装技术。2.5D是指将部分芯片堆叠；3D则是全部堆叠。台积电大客户苹果（Apple）采用的InFo为2.5D封装技术，辉达（NVIDIA）AI芯片用到的CoWoS则是3D堆叠，又称为3D IC。三星也分别推出I-Cube和X-Cube等封装技术。

英特尔的2.5D封装被称为「EMIB」，自2017年开始导入于产品，资料中心处理器Sapphire Rapid即采用该技术；而第一代的3D IC封装则称为「Foveros」，2019年时已用于英特尔上一代的计算机处理器Lakefield。

EMIB最大特色就是透过「硅桥（Sillicon Bridge）」，从下方来连接存储器（HBM）和运算等各种芯片（die）。也因为硅桥会埋在基板（substrate）中并连接芯片，让存储器和运算芯片能直接相连，加快芯片本身的能效。下图蓝色区域即为硅桥。

Foveros则是3D堆栈，象是做汉堡一样，将存储器、运算和架构等不同功能的芯片组堆栈起来后，运用铜线穿透每一层，如同插在汉堡上的牙签，达到连接的效果。最后，工厂会将已经堆栈好的芯片送到封装厂座组装，将铜线与电路板上的电路做接合。九月将揭露更多技术细节的计算机处理器Meteor Lake即采用Foveros。下图黄色区域即为铜线，连结球型封装凸块。

虽然技术上3D较为困难，但考量到成本控制和应用需求，2.5D和3D当前都拥有各自的市场。研调分析师指出，3D也还处于较前期的阶段，2.5D也还未达到真正的放量，预计都还有一段发展时间。

Pat Stover表示，在英特尔IDM2.0的战略下，即使客户未在晶圆代工厂下单，也可以使用先进封装服务。他并透露，目前已有在洽谈中的客户，当中包含美系云端业者。

换句话说，英特尔正努力甩开过去产品本位的思维，转型为「客户导向」的商业模式，客户若只想在先进封装厂下单也没有问题。

英特尔在2023年第二季的财报中揭露，来自晶圆代工服务部门（IFS）的营收季增翻倍来到2亿3000万美元，原因来自于旗下半导体设备商IMS Nanofabrication 的销售额攀升，以及先进封装营收。业内人士分析，封装服务使用者为英特尔的外部客户。

除了封装，英特尔芯片组数计工程事业部副总裁Suresh Kumar透露，英特尔晶圆代工已在协助数家无晶圆厂客户于先进制程进行验证，完成后将交由晶圆代工服务（IFS ）进行生产。

英特尔先进封装全球布局！

马来西亚的第二大城市槟城（Penang），以文化交融的南洋建筑和娘惹菜闻名，宜人氛围如同渡假胜地，很难与高科技联想在一块。事实上，美国最大半导体商英特尔（Intel）全球最先进的封装厂即将在这里诞生，届时马来西亚将成为英特尔最大的封测据点。

英特尔企业副总裁暨亚太日本区（APJ）总经理Steve Long透露：「英特尔在亚太和日本地区多有投资，但马来西亚投资额最多。」《数位时代》前往槟城直击多个封测厂区，包含先进封装、晶圆切割和挑捡、系统及自制设备厂和研发中心，解密英特尔最新的海外策略。

英特尔全球制造布局

英特尔当前主要的先进封装技术有两种，分别为2.5D的EMIB （嵌入式多芯片互连桥接，为水平整合封装技术）以及3D IC的Foveros （采用异质堆叠逻辑处理运算，可以把各个逻辑芯片堆栈一起）。用积木来比喻芯片的话，2.5D堆叠较少；3D则堆叠较多，于性能上自然也更好。

未来英特尔在马来西亚将有六座工厂。现有的4座分别为槟城和居林（Kulim）的两座封测厂，以及在居林负责生产测试设备的系统整合和制造服务厂（SIMS）和自制设备厂（KMDSDP）。

尚在兴建中的，是分别位于槟城和居林的封测厂和组装测试厂，待完工后马来西亚将拥有6座英特尔的封测厂区，荣登美国本土外，海外最大封测基地的宝座。

其中，位于槟城的封测厂未来将生产最先进的3D IC封装Foveros，预计会在2024或2025年启用。英特尔指出，相较于今年，估计3D IC的产能将在2025年达到4倍，不过未透露厂区的产能。

英特尔副总裁兼马来西亚分公司经营总监Chong AiK Kean指出，马来西亚基础建设完善、人民大部分都拥有相当的教育程度、良好的英语水平以及多种族融合的多元性。不难理解为何英特尔会落脚槟州。

值得一提的是，英特尔同时也在槟城设有研发中心。换句话说，英特尔在马来西亚的所投资的设施加起来，几乎就是「迷你英特尔」，仅未设有晶圆代工厂，凸显出马来西亚对英特尔至关重要的地位。

英特尔芯片组数计工程事业部副总裁Suresh Kumar表示，拥有设计能力是马来西亚基地的重要特色，同一个专案能和美国奥勒冈州（Oregon）的研发团队轮流进行，24小时不间断地投入研发，「马来西亚设计团队已经拥有32年的历史，加上产线近乎完整，在这边设计速度也会较快。」

美中科技战后，增加供应链韧性已是必然，马来西亚则是英特尔分散供应链风险的重点发展区域之一。英特尔指出，公司占马国电机及电子出口总额的两成，每年花在当地供应商的金额则来到3,300万美元（约新台币10亿5,394万元）。

马来西亚国际贸易暨工业部（MITI）统计，马国半导体占全球贸易总额的7%，于封测领域则达到13%，显见封测产业兴盛。约有50间半导体企业于该国设立封测厂，如美光（Micron）、德州仪器（TI）和车用半导体大厂恩智浦（NXP）。

英特尔自1972年在马来西亚建立第一座厂区后，至今已有51年历史。执行长季辛格（Pat Gelsinger）于2021年宣布将投资200亿美元的「IDM 2.0」计划，当中有70亿美元将用于马来西亚。目前该国已获10亿美元的先进封装投资，预计将再获60亿美元。加上旧有投资，至2032年英特尔投资马国的累计总额将达140亿美元（约新台币4,471亿元）。

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