這項黑科技將使半導體晶元發展走上新方向

去年，英特爾第一次在公開場合提出了「混搭」的概念。也就是將不同規格的半導體晶元通過特殊方式封裝在一個晶元之上，使之具備更強的性能和更好的功耗表現。這種混搭封裝技術被英特爾命名為EMIB，即Embedded Multi-Die Interconnect Bridge，中文譯名為嵌入式多核心互聯橋接。

EMIB是隨著英特爾Kaby Lake-G公布以及搭載KBL-G的冥王峽谷NUC發售而進入大眾消費者眼帘的。作為冥王峽谷的用戶，我可以算是EMIB技術的第一批受益者，也深深感受到了這種技術所存在的潛力。通過EMIB方式，KBL-G平台將英特爾酷睿處理器與AMD Radeon RX Vega M GPU整合在一起，同時具備了英特爾處理器強大的計算能力與AMD GPU出色的圖形能力，同時還有著極佳的散熱體驗。這顆晶元創造了歷史，也讓產品體驗達到了一個新的層次。

冥王峽谷是KBL-G平台的代表產品，它將辦公與品質娛樂很好的結合在一起

在今年初的CES 2019上，英特爾繼更早之前的Architecture Day之後，又一次展示了Foveros 3D封裝技術，作為EMIB技術的「升級版」，Foveros堪稱半導體晶元界的黑科技。簡單來說，EMIB與Foveros的區別在於前者是2D封裝技術，而後者則是3D堆疊封裝技術。

2D與3D的區別其實很好理解，就像是平房和樓房的區別。假如一個小區有300人，這300人要安置在房子里的話，如果使用蓋平房的方式來做的話，那麼就需要100間到300間房子，而且這些房子需要平鋪在極大的一片土地上；而如果使用蓋樓房的方式來做的話，那麼同樣需要100-300間房子，但是只需要比前者小得多的佔地面積就可以承載的下，這就是2D封裝與3D封裝的區別。

放在半導體晶元領域來講的話，其實EMIB和Foveros在晶元性能、功能方面的差異不大，都是將不同規格、不同功能的晶元堆疊在一起來發揮不同的作用。不過在體積、功耗等方面，Foveros 3D堆疊的優勢就顯現了出來。今年CES 2019英特爾發布會上，英特爾公司高級副總裁兼客戶端計算事業部總經理Gregory Bryant展示了首款Foveros 3D堆疊設計的主板晶元LakeField，它集成了10nm Ice Lake處理器以及22nm小核心，具備完整的PC功能，但體積只有幾枚美分硬幣大小，讓人感受到了Foveros 3D封裝技術的強大。

CES期間Gregory Bryant展示了首款Foveros 3D堆疊設計的主板晶元LakeField

雖說Foveros是更為先進的3D封裝技術，但它與EMIB之間並非取代關係，英特爾在後續的製造中會將二者結合起來使用。

以下兩張圖，是對這一突破性發明的詳細介紹，第一張圖展示了Foveros如何與英特爾嵌入式多晶元互連橋接（EMIB）2D封裝技術相結合，將不同類型的小晶元IP靈活組合在一起，第二張圖則分別從俯視和側視的角度透視了Foveros 3D封裝技術。

EMIB與Foveros可以協同使用

Foveros 3D封裝示意

無論是EMIB還是Foveros，封裝方式不同，但解決的問題是一樣的。

以往單片時代處理器內部的CPU核心、GPU核心、IO單元、內存控制器等子單元都必須是同一工藝製程下設計的，不過在實際應用中其實並不需要大家都一樣。比如CPU、GPU核心需要更高的性能，那麼以更加先進的工藝去設計製造是必要的。但是像IO單元、控制器等器件，就不需要這麼先進的工藝了。以前的封裝技術無法解決這種問題，但是通過EMIB或Foveros就可以實現不同工藝晶元之間的堆疊封裝了。

此外，Foveros與EMIB的意義不僅僅在於可以將不同規格之間的晶元封裝在一起，更重要的意義在於它的出現能夠讓英特爾擺脫晶元架構與工藝之間「捆綁」的束縛，使工藝與架構分離，這樣可以使英特爾在製程、架構設計上有更強的靈活性。

在目前的半導體晶元行業中，英特爾是為數不多的IDM垂直整合型半導體公司。即自己設計晶元架構、自己製造晶元、自己封裝晶元，這一點其它晶元廠商幾乎做不到。

不過這也是一把雙刃劍。優點是英特爾能夠自主根據不同工藝開發不同的CPU架構，而且因為是全自主，所以新工藝開發的架構可以最大化的利用特定工藝的優勢，使之達到更好的匹配與契合；但不足之處在於將架構與工藝捆綁起來制約了靈活性，比如10nm延期之後，英特爾無法使用14nm工藝去生產10nm製程架構就是典型的例子。

Foveros與EMIB的出現，使得英特爾能夠在未來的發展中跳出製程工藝與架構捆綁的約束，在推進位程工藝發展和架構發展方面能夠更為靈活，有更多的選擇空間。

而對於OEM合作夥伴來說，全新的封裝技術能夠實現客制化需求，這一點極為重要。以往英特爾與OEM的關係是「我升級晶元你做相應的產品」。OEM的選擇權不大，只能跟著英特爾的節奏走，英特爾不更新OEM就只能幹等著。全新封裝技術的出現，可以允許OEM去向英特爾客制化自己想要的晶元，從而在不同類型、不同形態的產品之上選擇不同的晶元方案，更加靈活。因此，Foveros與EMIB不僅僅對於英特爾自身有著重要意義，同時對於整個PC產業、甚至是IT數碼產業都有著極為重要的意義。

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