Intel は先進チップパッケージング技術において大きな進歩を遂げ、プロセッサの電力供給とメモリ統合の処理方法を再構築する可能性のある画期的なイノベーションを導入した。Electronic Components Technology Conference（ECTC）において、この半導体大手は人工知能ワークロードと次世代コンピューティングアーキテクチャの増大する需要に対応するために設計された複数の最先端パッケージングソリューションを発表した。
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| 2023年、2026年、2028年に向けた EMIB 技術のスケーラビリティのグラフィカルな表現で、人工知能ワークロードの需要を満たすためのその重要性の高まりを強調している |
EMIB-T 技術がチップパッケージングに革命をもたらす
Intel の発表の中心となるのは EMIB-T であり、これは同社の既存の Embedded Multi-die Interconnect Bridge（EMIB）技術の強化版である。この新しいアプローチは、パッケージ内の異なるチップレットを接続するシリコンブリッジにスルーシリコンビア（TSV）を組み込んでいる。このイノベーションは、片持ち梁型の電力供給アーキテクチャによる電圧降下の問題に悩まされていた従来の EMIB 設計の重要な制限に対処している。
EMIB-T は、TSV ブリッジダイを通じてチップパッケージの底部から電力を供給することで、電力供給パラダイムを根本的に変更している。これにより直接的で低抵抗の経路が作られ、電力効率が劇的に向上し、HBM4 や HBM4e などの高帯域幅メモリ技術のサポートが可能になる。この技術はまた、ダイ間通信帯域幅を向上させ、32 Gb/s 以上のデータ転送速度を持つ UCIe-A インターコネクト標準をサポートしている。
EMIB-T パッケージの機能
- 最大パッケージサイズ：120x180mm
- ブリッジサポート：パッケージあたり38個以上のブリッジ
- ダイサポート：パッケージあたり12個以上のレチクルサイズダイ
- メモリサポート： HBM4/4e 統合
- データ転送速度： UCIe-A インターコネクト経由で32 Gb/s以上
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| 現在のアーキテクチャと EMIB-T 技術の比較図。チップパッケージングの向上に重要な電力供給と ノイズ低減の改善点を強調 |
スケーリング能力とインターコネクト密度
この新しいパッケージング技術により、大幅に大型化されたチップパッケージが可能になり、120x180mm の寸法に達し、単一パッケージ内で38個以上のブリッジと12個以上のレチクルサイズのダイをサポートしている。Intel はインターコネクト密度においても大きな進歩を達成した。第1世代 EMIB が55ミクロンのバンプピッチを特徴とし、第2世代が45ミクロンまでスケールしたのに対し、EMIB-T は45ミクロンの能力を維持しながら、この閾値を大幅に下回るピッチのサポートを約束している。同社は間もなく35ミクロンピッチに到達する予定であり、25ミクロンピッチを積極的に開発中である。
EMIB 技術の進化
- 第一世代：55ミクロンバンプピッチ
- 第二世代：45ミクロンバンプピッチ
- EMIB-T ：45ミクロンピッチで45ミクロン「を大幅に下回る」サイズをサポート
- 将来のロードマップ：35ミクロンピッチ（近日中）、25ミクロンピッチ（開発中）
熱管理イノベーション
ますます強力になる AI プロセッサがもたらす冷却課題を認識し、Intel はヒートスプレッダーを個別のフラットプレートとスティフナーコンポーネントに分離する分散型ヒートスプレッダー設計を開発した。このアプローチにより、熱界面材料との結合が改善され、はんだボイドが25パーセント削減される。同社の図解では、直接液冷用の統合マイクロチャネルを備えたヒートスプレッダーが紹介されており、最大1,000W の熱設計電力定格を持つプロセッサに対応可能である。
熱管理仕様
- はんだボイド削減：分散型ヒートスプレッダーにより25%改善
- 最大冷却能力： 1,000W TDP サポート
- 特徴：直接液冷用統合マイクロチャンネル
製造プロセスの強化
Intel はまた、大型パッケージ基板専用の熱圧縮ボンディング技術を改良した。この新しいプロセスは、ボンディング中のパッケージ基板とダイ間の熱差を最小化し、歩留まり率と信頼性指標の向上をもたらしている。この進歩により、大量生産において従来よりも大型のチップパッケージの製造が可能になり、EMIB 接続のより細かいピッチをサポートしている。
Intel Foundry にとっての戦略的意義
これらのパッケージングイノベーションは Intel のより広範なファウンドリ戦略に貢献し、内部使用と外部顧客の両方に包括的なチップ製造オプションを提供している。この技術により、顧客は複数のベンダーからのコンポーネントを単一パッケージに統合でき、Intel のプロセスノードへの完全移行に伴うリスクを軽減できる。現在の Intel Foundry の顧客には、AWS や Cisco などの主要企業、および米国政府プロジェクトの RAMP-C と SHIP が含まれている。先進パッケージングサービスは Intel Foundry にとって最も迅速な収益創出経路を表しており、最先端プロセスノードチップ製造と比較してより短いリードタイムを必要とするためである。