瘋狂的英特爾，又押注了一項封裝技術(shù)

下一次封裝革命？

在《把內存塞進(jìn)CPU，先進(jìn)封裝有多神奇？》一文里，筆者介紹了英特爾研發(fā)多年的EMIB、Foveros先進(jìn)封裝技術(shù)。

作為全球頂尖的處理器研發(fā)廠(chǎng)商，英特爾在芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域頗有建樹(shù)，雖然比不上業(yè)內頭部的封裝巨頭，但在技術(shù)層面至少比自家代工業(yè)務(wù)靠譜得多。

就在今天，英特爾對外透露了一項基于玻璃基板的先進(jìn)半導體封裝技術(shù)。

據英特爾聲稱(chēng)，該封裝技術(shù)面向下一代高性能計算應用，屬于業(yè)內首發(fā)。

而押注新技術(shù)的最終目的，是希望在未來(lái)完全取代傳統封裝基板。

什么是玻璃基板封裝？

玻璃基板，是一種表面極其平整的薄玻璃片。該材料屬于電子玻璃，有著(zhù)極高的性能要求，堪稱(chēng)高端制造的典型。

此前，玻璃基板多用于平板顯示產(chǎn)業(yè)，是生產(chǎn)液晶面板最關(guān)鍵的基礎材料之一。雖然本身的成本并不高，但由于自身非常嬌貴，導致運輸成本非常高。

因此，真正能大規模提供玻璃基板的廠(chǎng)商還是少數有技術(shù)積累的海外巨頭，包括美國康寧、日本旭硝子等老牌企業(yè)。

那么用作生產(chǎn)屏幕的玻璃基板，又和造芯片有什么關(guān)系呢？

關(guān)注數碼產(chǎn)品的讀者可能會(huì )知道，Mini/MicroLED等顯示技術(shù)在近些年勢頭非常猛，不僅有家電巨頭推動(dòng)，還有蘋(píng)果這樣的科技巨頭撐腰，圍繞著(zhù)這項顯示技術(shù)的配套技術(shù)也不斷成熟。

Mini/Micro LED屏幕發(fā)光的原理，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，靠的是背光層成千上萬(wàn)個(gè)細小的 LED 燈珠，而每個(gè)燈珠對應一個(gè)LED芯片。如何將這么多LED芯片拼湊在一起，就需要LED封裝。

其中，有一項叫COG（Chip on Glass）的LED封裝技術(shù)，大膽地將LED芯片直接封裝在玻璃基板上。

這種封裝技術(shù)結構簡(jiǎn)單、可靠性高，非常適合小尺寸設備。但由于芯片是直接封裝在顯示器玻璃上，因此工藝非常復雜、制造成本也特別高，很快就出現了COP、COB等改進(jìn)型方案。

雖然基于玻璃基板的COG封裝技術(shù)在顯示半導體領(lǐng)域遇到了一些瓶頸，但玻璃基板展示出來(lái)的出色物理特性，很快吸引來(lái)英特爾技術(shù)人員的目光。

用玻璃代替塑料

早在今年5月的APJ封裝圓桌會(huì )議技術(shù)活動(dòng)上，英特爾首次對外公布了玻璃基板技術(shù)。而在今天，英特爾直接拿出了玻璃芯（glass core）基板的實(shí)物。

據新聞稿介紹，英特爾認為，隨著(zhù)半導體電路變得越來(lái)越復雜，塑料基板很快就會(huì )達到容納的極限，特別是它們的粗糙表面，會(huì )對超精細電路的固有性能產(chǎn)生負面影響，因此半導體行業(yè)需要一款新型的基板。

作為替代方案，玻璃基板有比塑料基板更光滑的表面，不會(huì )對電路產(chǎn)品產(chǎn)生影響，同時(shí)，玻璃基板在熱學(xué)性能、物理穩定度方面表現都更出色，更耐熱，因此可以在基板內實(shí)現更高密度的互聯(lián)。

此外，玻璃本身就非常輕薄，其物理特性可以讓芯片封裝更大，整體良率更高。

IC設計工程師在設計芯片的時(shí)候，可以使用更高密度更高性能的方案，對于A(yíng)I、圖形、數據中心等有高算力需求的芯片，有非常明顯的優(yōu)勢。

值得一提的是，英特爾認為玻璃基板的特性非常適合小芯片（Chiplet），由于小芯片設計對基板的信號傳輸速度、供電能力、設計和穩定性提出了新的要求，在改用玻璃基板后就可以滿(mǎn)足這些要求。

要知道，英特爾一直致力于推動(dòng)小芯片的發(fā)展，并且拉動(dòng)一批頭部大廠(chǎng)組成UCIe聯(lián)盟，降低小芯片先進(jìn)封裝技術(shù)的設計成本，實(shí)現小芯片之間的互聯(lián)制定統一。

這次搶跑玻璃基板工藝，其背后也有引領(lǐng)行業(yè)標準的“私心”在其中。

最后讓我們來(lái)看看實(shí)物圖。

從官方展示的圖片來(lái)看，這次展示的玻璃基板原型是背面是半透明狀，確實(shí)類(lèi)似玻璃材質(zhì)。

為了證明該技術(shù)的有效性，英特爾基于一款測試芯片進(jìn)行了封裝，這塊測試芯片長(cháng)寬比為20:1，核心厚度為1毫米，而最終的成品外觀(guān)確實(shí)與傳統芯片有些不同。

距離量產(chǎn)還要多久？

雖然今年5月才公布了玻璃基板工藝的動(dòng)向，但英特爾表示，相關(guān)研究工作可以追溯到十年前，并且已經(jīng)在美國亞利桑那州投資超過(guò)10億美元，用于建設研發(fā)產(chǎn)線(xiàn)。

由此可見(jiàn)，這項技術(shù)其實(shí)推進(jìn)地非常緩慢，距離離量產(chǎn)更是有很長(cháng)一段時(shí)間。

前文也提到，玻璃基板封裝技術(shù)在顯示領(lǐng)域已經(jīng)遭遇到了一次門(mén)檻，這些致命缺點(diǎn)同樣需要英特爾去解決。

雖然高性能芯片暫時(shí)不需要考慮尺寸、成本等問(wèn)題，但真正到了量產(chǎn)階段，或者就有更好的替代方案出來(lái)了。

不過(guò)作為一項新技術(shù)，遇到問(wèn)題非常正常。

長(cháng)期來(lái)看，英特爾還是希望多一點(diǎn)先進(jìn)封裝技術(shù)儲備，為自己的代工業(yè)務(wù)換來(lái)更多訂單。

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