چرا بستهبندی به خط مقدم جدید تبدیل شده است؟
برای بیش از نیمقرن، صنعت نیمههادی تنها یک معیار پیشرفت میشناخت: کوچکتر کردن ترانزیستورها. حالا تقاضا برای پردازشهای سنگین و هوشمند، آنچنان سریع رشد میکند که قانون مور به تنهایی جوابگوی آن نیست. میدان نبرد از خط تولید تراشه به کارخانه بستهبندی منتقل شده است. دقیقاً در همین انبارهای اتصالات و پلهای سیلیکونی است که اینتل در حال چیدن یک ضدحمله حسابشده با دو سلاح اصلی خود است: فناوریهای EMIB و Foveros.
غولهای سیلیکون ولی مانند انویدیا و AMD از سالها پیش نشان دادهاند که بریدن تراشههای بزرگ به قطعات کوچکتر، تنها راه حل نیست. ادغام چندین تراشه در یک محفظه واحد، چگالی عملکرد را منفجر کرده و پلتفرمهای نسل بعدی را تعریف میکند. این پدیده، عصر چیپلتها، مهندسی را با چالشی جدید مواجه کرده است: ترکیب قطعات ساختهشده با نودهای فرآیندی مختلف و توسط تولیدکنندگان متفاوت، در قالب یک سیستم یکپارچه.
اینتل برای این معرکه، یک راهبردی تمامعیار را روی میز گذاشته است. هدف شرکت از اینجا به بعد، رسیدن به یک تریلیون ترانزیستور در یک پکیج واحد تا سال 2030 است. اینتل بر اساس نقشههای داخلی خود، جایگاهش را به عنوان پیشروترین بازیگر در آزمون و بستهبندی متمایز تثبیت کرده و سوابق تولید انبوهی دارد که رقبا به سختی میتوانند همقدم شوند.
EMIB؛ معماری پل اتصال که واسطههای سنتی را دور میزند
فناوری EMIB یا Embedded Multi-die Interconnect Bridge، پاسخ اینتل به استاندارد 2.5 بعدی است و اگر بخواهیم صادق باشیم، انقلابیترین ایدهی این شرکت در سالهای اخیر محسوب میشود. معماری معمول، تراشهها را روی یک واسطه سیلیکونی بزرگ و گرانقیمت میآورد. اما EMIB یک پل سیلیکونی فشرده را مستقیماً درون زیرلایه پکیج تعبیه میکند و تراشههای کنار هم قرار گرفته را به شکل ساحلی به هم متصل میسازد. این حذف واسطههای مرکزی، هزینهها را کاهش میدهد، زنجیره تأمین را سادهتر میکند و مسیری بسیار کارآمدتر برای اتصال دایهای پیچیده فراهم میآورد.
این تکنولوژی که از سال 2017 وارد خط تولید انبوه شده، امروز قلب تپنده شتابدهندههای هوش مصنوعی و سرورهای نسل جدید را تأمین میکند. ادغام منطق با حافظههای HBM دقیقاً در همین پیچوخمهای EMIB شکل میگیرد. برای گسترش این پلتفرم، اینتل دو نسخهی ویژه نیز معرفی کرده است:
- EMIB-M: خازنهای MIM را مستقیماً در دل پل تعبیه میکند تا پایداری برق را در فرکانسهای بالا تضمین کند.
- EMIB-T: با افزودن حفرههای عمودی سیلیکونی (TSV)، درِ مهاجرت مشتریان از اکوسیستم رقبای اروپایی و آسیایی را باز میگذارد و یکپارچهسازی آیپیهای خارجی را تسهیل میکند.
Foveros؛ چیدمان عمودی برای عبور از محدودیتهای افقی
اگر EMIB معمار کنارهمچیدن است، Foveros ستونبند چیدمان سهبعدی است. اینتل که دوقلوهای Foveros را به خانوادهای چندلایه تبدیل کرده، حالا میتواند تراشهها را مثل آجر روی هم بچیند تا ارتفاع کالیبر پردازشی را افزایش دهد. این خانواده سه شاخهی اصلی دارد که هر کدام برای یک بخش خاص از بازار طراحی شدهاند.
مدل Foveros-S 2.5D، نسل بعدی پکیجهای بهینهشده برای هزینه و عملکرد است که بر پایه یک واسطه سیلیکونی مقیاس بزرگ طراحی شده. این فناوری از سال 2019 در محصولات کلاینتهای اینتل به کار رفته و برای سیستمهایی که نیاز به چندین چیپلت فعال در لایهی بالا دارند، ایدهآل است.
مدل بعدی، Foveros-R 2.5D، مسیر متفاوتی را در پیش گرفته و به جای واسطهی سنگین، از لایههای توزیع مجدد (RDL) استفاده میکند. این نسخه برای بخشهای حساس به قیمت و کاربردهای کلاینت که نیاز به انتگراسیون پیچیده دارند، طراحی شده و برنامهریزی اینتل نشان میدهد که این نسخه تا سال 2027 به بلوغ تولید میرسد.
ادامه تکامل Foveros به سمت پکیجهای کاملاً سهبعدی و چسباندن مستقیم دایها به دایها جریان دارد. استراتژی اینتل واضح است: پوشش کامل طیف بازار از لپتاپهای اولترا تا پردازندههای ابری غولپیکر، بدون وابستگی به تکنولوژیهای انحصاری شرکتهای همجوار. این رویکرد عمودی و افقی، دروازهی ورود به عصر محاسبات ناهمگون را میگشاید و نشان میدهد که آیندهی سرعت کامپیوترها دیگر در نودهای فرآیندی تنها خلاصه نمیشود. با نزدیک شدن به مرز مهندسی اتمی، بستهبندی هوشمند نه یک آپشن جانبی، بلکه ستون فقرات نسل بعدی رایانش خواهد بود.
