近日，全球第二大晶圓代工廠格芯（GlobalFoundries）宣布，采用12nm FinFET工藝，成功流片了基于ARM架構的高性能3D封裝芯片。這意味著格芯亦投身于3D封裝領域，將與英特爾、臺積電等公司一道競爭異構計算時代的技術主動權。

格芯轉戰3D封裝領域

格芯新開發出基于ARM架構的3D封裝芯片，是采用格芯的12納米FinFET制程所制造，采用3D的ARM網狀互連技術，允許資料更直接的傳輸到其他內核，極大化的降低延遲性。而這樣的架構，這可以降低資料中心、邊緣運算以及高端消費者應用程式的延遲，并且提升數據的傳輸速度。（AI芯天下）

格芯新開發出基于ARM架構的3D封裝芯片，可以進一步在每平方公厘上達成多達100萬個3D的連接，使其具有高度可擴展性，并有望延展12納米制成的壽命。另外，3D封裝解決方案（F2F）不僅為設計人員提供了異構邏輯和邏輯／存儲器整合的途徑，而且可以使用最佳生產節點制造，以達成更低的延遲、更高的頻寬，更小芯片尺寸的目標。

格芯表示，因為當前的12納米制程成熟穩定，因此目前在3D空間上開發芯片更加容易，而不必擔心新一代7納米制程所可能帶來的問題。然而，臺積電、三星和英特爾能夠在比格芯小得多的節點上開發3D芯片，而且也已經相關的報告。而何時推出，就只是時間上的問題。屆時，格芯是否能以較低廉的價格優勢，進一步與其他晶圓生產廠商競爭，就有待后續的觀察。

3D封裝火熱 臺積電和英特爾各領風騷

同為半導體巨頭的臺積電、英特爾在3D封裝上投入更早，投入的精力也更大。

①推進摩爾定律臺積電力推SoIC 3D封裝技術

臺積電首度對外界公布創新的系統整合單芯片（SoIC）多芯片3D堆疊技術，是在2018年4月的美國加州圣塔克拉拉（Santa Clara）第二十四屆年度技術研討會上。

根據臺積電在第二十四屆年度技術研討會中的說明，SoIC是一種創新的多芯片堆疊技術，是一種晶圓對晶圓（Wafer－on－wafer）的鍵合（Bonding）技術，這是一種3D IC制程技術，可以讓臺積電具備直接為客戶生產3D IC的能力。

讓外界大感驚艷的是，SoIC技術是采用硅穿孔（TSV）技術，可以達到無凸起的鍵合結構，可以把很多不同性質的臨近芯片整合在一起，而且當中最關鍵、最神秘之處，就在于接合的材料，號稱是價值高達十億美元的機密材料，因此能直接透過微小的孔隙溝通多層的芯片，達成在相同的體積增加多倍以上的性能，簡言之，可以持續維持摩爾定律的優勢。

②英特爾「Foveros」3D封裝技術打造首款異質處理器

去年年底，英特爾在其“架構日”上首次推出全球第一款3D封裝技術Foveros，在此后不久召開的CES2019大展上展出了采用Foveros技術封裝而成的Lakefield芯片。根據英特爾的介紹，該項技術的最大特點是可以在邏輯芯片上垂直堆疊另外一顆邏輯芯片，實現了真正意義上的3D堆疊。

而在日前召開的SEMICON West大會上，英特爾再次推出了一項新的封裝技術Co－EMIB。這是一個將EMIB和Foveros技術相結合的創新應用。它能夠讓兩個或多個Foveros元件互連，并且基本達到單芯片的性能水準。設計人員也能夠利用Co－EMIB技術實現高帶寬和低功耗的連接模擬器、內存和其他模塊。

對此可以分析出，半導體廠商希望基于封裝技術（而非前道制造工藝），將不同類型的芯片和小芯片集成在一起，從而接近甚至是達到系統級單芯片的性能。這在異構計算時代，面對多種不同類型的芯片集成需求，是一種非常有效的解決方案。

封裝子系統的“IP”化趨勢

產品功能、成本與上市時間是半導體公司關注的最主要因素。隨著需求的不斷增加，如果非要把所有電路都集成在一顆芯片之上，必然導致芯片的面積過大，同時增加設計成本，擴大工藝復雜度，延長產品周期，無論是在制造工藝還是制造成本上都會越來越高。這也是異構計算時代，人們面臨的主要挑戰。

從技術趨勢來看，目前主流半導體公司已經開始依托先進封裝技術，對復雜的系統級芯片加以實現。更有甚者人們開始探索采用多芯片異構集成的方式把一顆復雜的芯片分解成若干個子系統，其中一些子系統可以形成標準化，然后就像IP核一樣把它們封裝在一起。這或許成為未來芯片制造當中的一個發展方向。

當然，這種方式目前并非沒有障礙。首先是散熱問題。芯片的堆疊會讓散熱問題變得更加棘手，設計人員需要更加精心地考慮系統的結構，以適應、調整各個熱點。更進一步，這將影響到整個系統的架構設計，不僅涉及以物理架構，也有可能會影響到芯片的設計架構。此外，測試也是一個挑戰。可以想像在一個封裝好的芯片組中，即使每一顆小芯片都能正常工作，也很難保證集成在一起的系統級芯片保持正常。對其進行正確測試需要花費更大功夫，這需要從最初EDA工具，到仿真、制造以及封裝各個環節的協同努力。

結尾：

設計、制造、封裝測試是半導體產業鏈上最主要的三大環節。觀察格芯、英特爾、臺積電等半導體大廠在封裝上的動向，可以窺知半導體技術的發展趨勢。

預計中國將持續以半導體扶植政策、內外部人力資源的積累、由科創板來實現資本市場和科技創新更加深度的融合，來加速推動自身半導體發展，期望在未來新興科技所帶動的新產品、新分工模式基礎上，使中國半導體進入技術能力提升、創新活力增加、產品多元化的結構改革階段。

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