英特尔在先进封装领域取得突破性进展,成功解决了限制超大型芯片(Hyper-Large Chips)制造的封装流体密封(Encapsulation)技术瓶颈。这一突破将推动芯片封装尺寸拓展至24倍网格极限(Reticle Size)及更高水平,为打造下一代超大规模集成系统奠定基础。

在位于美国新墨西哥州的“Rio Rancho”(Fab 9)先进封装工厂,英特尔正在全面加速超大型形态(HLFF)封装技术的研发与生产。随着半导体行业迈入“芯片组”(Chiplet)时代,单一硅片渐成历史,取而代之的是由多个专用芯片拼贴而成的“硅摩萨克”系统。然而,当封装尺寸成倍扩大时,用于密封芯片与基板间缝隙的底层填料(Underfill)面临着流动距离过长、易产生气泡和空隙等严重缺陷。

针对这一困扰行业的封装墙,英特尔研发团队提出了由“优化材料、改动喷涂策略、调优固化过程”构成的三维解决方案。团队通过降低填料粘度以延长流动距离,将传统的边缘喷涂改为多点喷涂以缩短有效流动路径,并结合优化后的固化条件彻底消除内部空隙。测试表明,英特尔已在包含18个芯片(含12个HBM站点)的5倍及7倍网格极限EMIB封装上,成功实现了无空隙封装,并在Foveros 3D封装中完成了可靠性验证。

除解决封装密封问题外,英特尔还对超大型芯片的各项物理极限给出了综合应对方案。针对高速数据传输,内部通过金属层小于2微米的EMIB-T桥接实现每通道64 Gb/s的传输速度,外部则引入共封装铜缆与共封装光学(CPO)技术以冲刺448 Gb/s的目标;在供电方面,通过在基板及芯片下方嵌入硅电容,提供高达1毫法拉的局部能量储存;针对高达15至25千瓦的整体功耗与局部热点,设计了模块化、多区域独立控制的液冷散热架构;在良率控制上,通过在每组64条通信通道中加入3至4条冗余通道,将整体组合良率从97%提升至99%以上;而在应对巨型封装易出现的弯曲变形问题上,则结合了低膨胀玻璃核心基板、厚加强环以及超4500牛顿的压紧力,确保器件平整度。
随着封装技术从当前的8倍网格极限逐步扩展,英特尔预计将在2028年前后实现超12倍网格极限的规模化生产,并借助玻璃基板等新技术,最终迈向超过50倍网格极限的面板级封装时代,持续为高算力及人工智能应用提供底层硬件支撑。

