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英特尔院士斯旺:由外而内重塑芯片设计

winniewei 提交于

<p><span><span>“</span></span><span><span>就本质而言,封装</span></span><span><span>是一个非常酷和有趣</span></span><span><span>的领域,</span></span><span><span>自从</span></span><span><span>我</span></span><span><span>加入英特尔</span></span><span><span>以来</span></span><span><span>,</span></span><span><span>与众不同能力比以往任何时候都强。</span></span><span><span>”<span>&nbsp;</span></span></span><span><span>—— 英特尔组件研究集团封装系统研究总监约翰娜·斯旺</span></span></p>

<p><span>英特尔首席执行官</span><span>帕特·</span><span>基辛格</span><span>在讲述</span><span>英特尔</span><span>如何通过英特尔代工服务(IFS)为</span><span>客户</span><span>制造</span><span>芯片</span><span>并</span><span>脱颖而出</span><span>时</span><span>,</span><span>他</span><span>一再提及“</span><span>英特尔</span><span>世界一流的</span><span>封装和组装测试</span><span>技术”。基辛格上</span><span>个</span><span>月</span><span>向投</span><span>资者</span><span>表示:“我们已经看到</span><span>潜在的代工客户对</span><span>封装技术非常感兴趣</span><span>”。</span></p>

<p><span>封装从未如此备受青睐。</span></p>

<p><span>但是对于</span><span>约翰娜·斯旺</span><span>(</span><span>Johanna Swan)</span><span>来说,</span><span>这份迟来的推崇和其工作息息相关</span><span>。作为英特尔组件研究</span><span>集团封</span><span>装系统研究总监,</span><span>斯旺</span><span>表示</span><span>:“我们必须预见未来的需求,并专注</span><span>在</span><span>我们</span><span>认定会有</span><span>价值的东西</span><span>上——不过,这里指的是五年多之后的未来</span><span>。 ”</span></p>

<p><span>作为</span><span>英特尔</span><span>院士</span><span>,</span><span>斯旺</span><span>是电子封装技术专家,在劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(</span><span>Lawrence Livermore National Laboratory</span><span>)工作了</span><span>16</span><span>年后,于</span><span>2000</span><span>年加入英特尔。</span></p>

<p><span>斯旺</span><span>和</span><span>她的团队改进</span><span>并研发</span><span>了</span><span>封装</span><span>硅芯片的新方式——</span><span>这一成果</span><span>不仅</span><span>吸引了</span><span>潜在的代工客户,而且还</span><span>使</span><span>英特尔</span><span>能够</span><span>提供各种领先产品。根据定义,封装是围绕一个或多个</span><span>硅晶片</span><span>的外壳,可以保护</span><span>晶片</span><span>免受外界影响</span><span>,实现</span><span>散热</span><span>,提供电源,</span><span>并将它们连接至计算机的其余</span><span>组件</span><span>。</span></p>

<p><span>斯旺</span><span>解释说:“封装是用来建立外部连接的,但同时可以优化内部性能</span><span>,一直达到晶体管这一级别。</span><span>”</span></p>

<p><span>在</span><span>边缘</span><span>进行研究意味着“</span><span>你需要超乎寻常的坚持</span><span>”</span><span>,她补充道。</span><span>“</span><span>因为</span><span>要花很长时间才能看到</span><span>产品上的效果</span><span>,</span><span>所以你</span><span>必须</span><span>乐意着手解决各种有意思的麻烦</span><span>,并</span><span>对研究的价值,即它的影响力和将要创造的改变深信不疑。</span><span>”</span></p>

<p><span>仅仅将</span><span>英特尔</span><span>这一封装技术引起的</span><span>芯片设计制造</span><span>变革称作</span><span>“</span><span>小改变</span><span>”,</span><span>过于</span><span>轻描淡写</span><span>了</span><span>。</span></p>

<p><span>摩尔定律探索中的新拐点</span></p>

<p><span>斯旺</span><span>解释</span><span>道</span><span>:“我们</span><span>目前</span><span>正在</span><span>从用</span><span>单一</span><span>方法去</span><span>完成所有工作,转</span><span>变为</span><span>创建具有多节点</span><span>、</span><span>不同硅工艺</span><span>的</span><span>产品,并</span><span>从</span><span>每个工艺节点中</span><span>的应用中</span><span>获得最大的收益。”</span></p>

<p><span>她</span><span>继续</span><span>补充说,将许多单独的硅</span><span>区块</span><span>组装在一起的能力是“一个真正</span><span>意义上的</span><span>大</span><span>拐点</span><span>……能够以</span><span>和传统略微</span><span>不同的方式有效地延续摩尔定律。”</span></p>

<p><span>斯旺</span><span>解释,封装</span><span>的传统基石</span><span>,即</span><span>“性能</span><span>”、“</span><span>成本</span><span>”</span><span>和</span><span>“</span><span>可制造性</span><span>”将会</span><span>延续。但是,诸如英特尔的</span><span>嵌入式多芯片互连桥接</span><span>(</span><span>EMIB</span><span>)和</span><span>Foveros</span><span>之类的新型多维高级封装技术的推出,为芯片设计师提供了“用于优化和创建系统的有趣旋钮”</span><span>。</span></p>

<p><span>这种新方法</span><span>应用的范例</span><span>是即将推出的</span><span>XPU</span><span>芯片</span><span><span>&nbsp;</span>Ponte Vecchio</span><span>,它将大约</span><span>47</span><span>种不同的硅</span><span>区块</span><span>堆叠连接在一起,从而为人工智能和科学计算</span><span>提供</span><span>了新的数量级性能。</span></p>

<p><span>“</span><span>封装的魅力</span><span>”</span></p>

<p><span>斯旺</span><span>解释说</span><span>,封装</span><span>的下一个基石是她所说的“功能致密化……</span><span>即</span><span>最大化单位体积性能”。她说,尽管</span><span>封装</span><span>与摩尔定律没有相似之处,但它在某种程度上已经通过小型化得到了发展。</span></p>

<p><span>斯旺</span><span>指出,封装中的连接和导线(互连)</span><span>的相对尺寸</span><span>与在硅</span><span>晶片</span><span>中的尺寸</span><span>相比,</span><span>“</span><span>二者在过去通常属于完全不同的量级。”</span><span>但是随着封装技术</span><span>的功能</span><span>缩小(例如</span><span>晶片</span><span>对</span><span>晶片</span><span>的垂直互连间距远低于</span><span>10</span><span>微米),“接口正在</span><span>与</span><span>封装与</span><span>英特尔所谓</span><span>硅的最后端之间融合。”</span></p>

<p><span>斯旺</span><span>说:“现在突然之间,封装的奇妙之处在于它的特征尺寸与晶圆背面的巨型金属相同。”</span></p>

<p><span>她补充说:“这将制造的一些负担转移到了如今更像</span><span>工厂</span><span>的环境中。”但是,当您查看产品总成本时,“我们应该能够以降低成本的方式对其进行优化。”</span></p>

<p><span>斯旺</span><span>说,这些复杂的产品带来了一系列新的挑战,“但对英特尔来说这确实是件好事,因为我们已经具备了这些优势。”</span></p>

<p><span>二十多年来,</span><span>持续不断的新挑战使</span><span>斯旺</span><span>专注于下一代</span><span>封</span><span>装技术</span><span>。</span><span>“我</span><span>曾</span><span>认为</span><span>封装技术可能只会在几年的时间里比较有意思</span><span>,但是</span><span>事实上,</span><span>封装涉及</span><span>诸多领域</span><span>——</span><span>包括</span><span>高速信号</span><span>、</span><span>功率传输</span><span>,</span><span>以及机械问题和材料挑战</span><span>。这表明,在封装这一课题中,实际上</span><span>有很多非常有趣的问题需要解决。”</span></p>

<p><span>创造,开拓和颠覆——</span><span>引人深思</span></p>

<p><span>她补充说:“</span><span>从这一领域可以创造的能力让人眼前一亮。</span><span>如果</span><span>一个人具有好奇心,</span><span>并想解决具有挑战性的问题,那么英特尔</span><span>绝对</span><span>是</span><span>不二选择</span><span>,</span><span>封装技术正在崛起</span><span>。”</span></p>

<p><span>接下来</span><span>英特尔的计划是什么</span><span>?</span><span>暂时保密。</span><span>但</span><span>斯旺表示</span><span>,除了</span><span>预知</span><span>芯片设计</span><span>的变革</span><span>和客户需求的变化之外,我们将始终关注当今的</span><span>技术</span><span>瓶颈以及</span><span>改良方式</span><span>。</span></p>

<p><span>“那</span><span>在</span><span>其他开拓领域,</span><span>你</span><span>会开始发现尚未</span><span>真正发掘</span><span>的</span><span>能力,就</span><span>可以开始思考如何以其他人尚未想到的方式做一些事情。”</span></p>

<p><span>“我们</span><span>致力于颠覆性变革</span><span>”</span><span>,</span><span>斯旺</span><span>表示,</span><span>“</span><span>这一变革艺术的核心</span><span>就是在不改变所有设备的情况下做出改变,而</span><span>且</span><span>不需要全新的生产线。明智地进行</span><span>颠覆性创新</span><span>,仍然可以实现</span><span>最大成效</span><span>。”</span></p>

<p><span>“</span><span>就本质而言,封装</span><span>是一个非常酷和有趣</span><span>的领域</span><span>”</span><span>,斯旺补充道,</span><span>“自从</span><span>我</span><span>加入英特尔</span><span>以来</span><span>,</span><span>与众不同能力比以往任何时候都强。</span><span>”</span></p>

<p><span>关于英特尔</span></p>

<p><span>英特尔(NASDAQ: INTC)作为行业引领者,创造改变世界的科技,推动全球进步并让生活丰富多彩。在摩尔定律的启迪下,我们不断致力于推进半导体设计与制造,帮助我们的客户应对最重大的挑战。通过将智能融入云、网络、边缘和各种计算设备,我们释放数据潜能,助力商业和社会变得更美好。</span><span>如需了解英特尔创新的更多信息,请访问英特尔中国新闻中心</span><a href="http://newsroom.intel.cn/"><span>newsroom.intel.cn</span></a><span>&nbs… href="http://www.intel.cn/"><span>intel.cn</span></a><span&gt;。</span></p>