2025-12-13

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Intel EMIB與Foveros Direct 3D先進封裝揭秘，模組化設計顛覆晶片市場競爭力 — image credit : pexels

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Intel EMIB與Foveros Direct先進封裝：模組化設計能否力挽狂瀾？

隨著晶片設計日趨複雜，成本不斷攀升，Intel正積極擁抱模組化設計，並仰賴EMIB和Foveros Direct等先進封裝技術。這些技術不僅能將不同製程的模塊整合到單一晶片上，更被視為提升產品競爭力的關鍵。本文將深入探討這些技術的特性，以及模組化設計為Intel帶來的機遇與挑戰。

Intel先進封裝技術解析：EMIB與Foveros Direct

Intel透過先進封裝技術，實現在單一晶片上整合多種不同製程的模塊，這是一種極具彈性的設計方法。讓我們深入了解這兩項核心技術：

EMIB（Embedded Multi-die Interconnect Bridge）：高效能運算的基石
EMIB是一種高效能的封裝技術，旨在單一基板上連接多個晶片、記憶體和I/O元件。其低成本和高效能的特性使其成為資料中心複合晶片的理想選擇。EMIB 3.5D更進一步，不僅能連接同層晶片，還能堆疊多層晶片，提供更高的設計彈性，尤其適用於複雜度高的晶片設計。
Foveros Direct：3D堆疊技術的突破
Foveros 2.5D和3D先進封裝採用堆疊技術，透過Co-EMIB技術連接主動或被動中介層上的晶片，點距可縮小至20微米以下。而Foveros Direct 3D則完全採用混合鍵合技術，實現微米級點距、超高頻寬和低功耗互連等優勢，大幅提升晶片效能。

模組化設計：Intel的制勝法寶？

模組化設計，如拼積木般靈活，究竟能為Intel帶來哪些優勢？

可擴充性：以Clearwater Forest處理器為例，能夠依照不同型號的需求配置數量各異的運算模塊，而不用針對每款型號重新設計，大幅簡化高、中、低階產品的開發流程。
成本控制：模組化設計能夠延用既有模塊（Tile）或小晶片（Chiplet），以及在單一晶片中混合搭配多種不同製程，達到控制整體開發與生產成本的功效。例如，Clearwater Forest處理器延用前代處理器的I/O模塊，並使用Intel 18A、Intel 3、Intel 7等3種不同的製程節點，在負載最大的運算模塊使用最先進的製程以節省電力，而在運作速度較慢的I/O模塊則使用較成熟的製程以降低生產成本。

相關實例：Panther Lake與Clearwater Forest

Panther Lake：採用Foveros-S封裝，透過不具邏輯運算功能、只有訊號路由的被動式基底裸晶（Passive Base Die）連接各模塊並進行訊號傳輸。
Clearwater Forest：使用EMIB與Foveros Direct 3D等2種封裝技術。Foveros Direct 3D負責連接運算模塊與基底模塊，而EMIB負則連接基底模塊與I/O模塊。其中基底模塊屬於主動式設計，除了訊號傳輸功能之外，也提供末端快取記憶體（Last Level Cache，LLC）功能。

優勢和潛在風險的影響分析

模組化設計與先進封裝技術雖帶來诸多優勢，但Intel仍需面對以下挑戰：

良率問題：即使晶片在封裝前的各階段會先經過多次測試，並篩選掉不良裸晶，但提升良好裸晶（Known Good Die，KGD）之比例，改善整體良率仍是關鍵。

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