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[业界] SK海力士被曝密测英特尔封装技术,AI芯片“高速公路”争夺战生变

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发表于 昨天 21:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
哎,各位盯着股市里半导体板块心跳加速的老板、办公室里为明年AI服务器芯片供应发愁的IT主管、还有所有觉得“芯片战争”离自己很远但手机电脑却越来越贵的看客们,赶紧打起精神!我这儿扒到一份今天新鲜出炉的、可能会搅动整个AI芯片江湖的重磅行业情报。这事儿简单说就是,全球最大的存储芯片巨头之一,韩国的SK海力士,好像正在偷偷地“骑驴找马”,在他们最重要的高带宽内存(HBM)生意上,准备了一个惊人的B计划。而他们新的潜在合作伙伴,竟然是芯片制造领域的“老兵”英特尔。消息的来源是业界很权威的调研机构Trendforce,以及韩国媒体ZDNet的报道。这可不是普通的业务合作传闻,它背后牵扯到眼下最火热的AI芯片、最紧缺的先进封装产能,以及几家万亿市值巨头的暗中博弈。来,我给您泡杯浓茶,咱们把这事儿从头到尾、由里到外地唠个底朝天。

咱们先得把这场博弈的“核心战场”是啥给唠明白,不然您可能听不懂后面那些弯弯绕。这个战场,叫做 “2.5D先进封装”。您别被这个术语吓到,我给您打个特别形象的比方。

您现在手机里、电脑里、还有那些驱动ChatGPT的超级AI服务器里的芯片,比如英伟达的H100、AMD的MI300,它们都不是一块单独的“石头”。它们更像是一个“微型城市”:中间有一块最大的、负责核心计算的“市中心”(这叫逻辑芯片,比如GPU),旁边紧挨着几块专门负责超快速数据吞吐的“超级仓库”(这就是HBM,高带宽内存)。AI计算,尤其是训练大模型,需要GPU这个“大脑”和HBM这个“超级仓库”之间,以难以想象的速度来回搬运海量数据。

那么问题来了,怎么把“市中心”和“超级仓库”用世界上最宽、最快的“高速公路”连接起来,让数据流毫无阻塞?传统的办法是把它们都焊在同一块主板PCB上,但那条“路”太窄太绕,速度根本上不去。而 “2.5D先进封装”,就是解决这个问题的“神技”。它相当于在芯片的下方,自己先造一个极其精密的、布满纳米级“立体高架桥”的内部连接层。然后,把GPU芯片和HBM芯片像拼乐高一样,面对面地、精准地拼接封装在这个“立体高架桥网络”上。这样一来,数据从“仓库”到“大脑”,走的是芯片内部直连的超短、超宽、超高速通道,速度比走外部主板线路快几个数量级,功耗还更低。可以说,没有2.5D封装,就没有今天这些强大的AI芯片。它和HBM本身,共同构成了AI芯片的“两条腿”。

好了,理解了战场的重要性,咱们再看现在的格局。目前,这个“修建芯片内部高速公路”的工程,全球几乎只有一个“超级工程队”能接最大的、最复杂的活儿——那就是台积电(TSMC)。它家的独家技术叫做 CoWoS。市面上你能叫得出名字的所有顶级AI芯片,什么英伟达、AMD,包括谷歌自己设计的TPU,它们的2.5D封装,几乎全都在台积电的CoWoS生产线上完成。台积电,在这个领域是近乎垄断的霸主。

而SK海力士,是干什么的呢?它就是上面说的那个“超级仓库”——HBM内存芯片的全球最大供应商。它和台积电是深度绑定的“黄金搭档”:SK海力士生产出最先进的HBM芯片,然后送到台积电,由台积电用它的CoWoS技术,把HBM和英伟达或AMD的GPU芯片封装在一起,做成最终我们看到的那个AI计算模块。两家合作非常紧密,一直在共同研发下一代封装技术。

但是,天大的问题来了:从2023年开始,全球对AI芯片的需求像火箭一样往上窜,所有巨头都在抢产能。台积电的CoWoS封装生产线,即便开足马力,也完全跟不上需求,成了卡住整个AI行业脖子的最紧瓶颈。苹果、英伟达、AMD,全都在排队,等台积电的封装产能。谁拿到的CoWoS产能多,谁就能生产更多的AI芯片去卖钱。这个局面,让所有依赖台积电的厂商,包括SK海力士和它的客户们,心里都七上八下,充满焦虑。万一台积电的产能一直紧张,或者未来谈判时话语权太大,怎么办?

于是,寻找一个可靠的、有实力的“第二工程队”,就成了SK海力士这样有远见的巨头必须考虑的“B计划”。这个B计划的人选,就是英特尔。英特尔手里也有自己的2.5D封装技术,叫做 EMIB。

根据ZDNet的报道,他们的消息源透露,SK海力士已经真的开始在研发层面,测试英特尔EMIB技术了。具体来说,就是SK海力士正在用英特尔提供的、集成了EMIB硅桥的封装基板,把他们自家生产的HBM芯片,和作为示例的逻辑芯片,尝试集成封装在一起,看看效果怎么样。同时,SK海力士内部也在同步评估,如果未来真的要用英特尔的方案进行大规模生产,相关的材料和零部件该从哪里采购。这说明,SK海力士这不是在随便看看,而是在做实实在在的工程化预研,为未来的“技术切换”做前期准备。

为什么是英特尔?报道里说了几个关键原因。首先,当然是台积电CoWoS产能太紧张了,逼得大家去找“备胎”。其次,从SK海力士自己的角度看,它虽然不自己生产最终的2.5D封装模块(那是台积电或未来英特尔的事),但它作为HBM的供应商,如果提前就针对英特尔EMIB这种封装结构的特点和需求,去优化设计自己的HBM芯片,那么将来无论是谁(台积电或英特尔)来负责封装,生产出来的最终产品的良品率和长期稳定性都会更高。这就像螺丝钉厂家,提前拿到了螺丝刀的设计图,就能把螺丝头做得更匹配。报道还提到,SK海力士在韩国本土本来就运营着一条小型的2.5D封装研发线,正好可以用来干这些测试验证的活儿。

那么,英特尔这边是什么情况呢?它准备好接住这个天上可能掉下来的“大馅饼”了吗?另一家韩国媒体《朝鲜商业》援引台湾《财富》杂志的消息说,英特尔已经开始下全面的设备订单,来扩大它的EMIB封装产能了。行业内的人一看就懂,英特尔敢这么大规模投钱扩产,多半是已经暗中敲定了重要客户,心里有底了。

哪些重要客户呢?报道点名了几家:谷歌和Meta。分析师认为,谷歌基本上已经确定,会在它正在开发、预计在2027年下半年发布的下一代AI芯片“张量处理单元TPU v8e”上,采用英特尔的EMIB封装。而Meta也在认真考虑,将它未来某些版本的AI训练和推理加速器(MTIA),交给英特尔的EMIB方案。除此之外,芯片设计公司Marvell和联发科,也正在评估使用EMIB的可能性。看,谷歌和Meta这种级别的巨头如果真转过去,那对英特尔来说,就是打开局面的关键一步。

现在最关键的问题来了:英特尔的EMIB,和台积电的CoWoS,到底有啥不一样?谁好谁坏?Trendforce的分析指出了关键区别。

台积电的CoWoS,思路比较“土豪”。它是在GPU和HBM芯片的下面,先铺上一大整块昂贵的硅中介层,这个中介层就像是给所有芯片修建了一个统一的、巨大的“硅基座广场”,所有芯片都站在这个广场上,再通过这个广场内部的超精密线路互相连接。好处是连接带宽可以做到极大,延迟极低,非常适合对带宽需求变态高的GPU。缺点嘛,就是贵!那一大块硅中介层成本很高,而且生产工艺复杂,良率爬升慢,这正是它产能上不去的主要原因之一。

英特尔的EMIB,思路更“精巧”。它不用那一大块完整的硅中介层,而是把连接的任务,交给了很多个微小的、像“乐高连接桥”一样的硅桥。这些硅桥只有火柴头甚至更小,被提前嵌入到普通的封装基板里。需要连接的两个芯片(比如GPU和HBM),只需要对准并压合在含有对应硅桥的区域,就能通过这些小小的“桥”实现芯片间的超高速互联。这就像在两个岛屿之间,精准地架设几座小桥,而不是先把整个海峡都填平造陆地。EMIB的优点非常明显:结构简化了,成本更低,更容易生产,所以理论上产能扩充的潜力和速度会比CoWoS快。同时,因为用的材料更少,不同材料之间热胀冷缩不匹配导致芯片弯曲的风险也更小,长期可靠性可能更好。

但EMIB也有它的短板。Trendforce指出,因为它依赖的是局部的小硅桥,而不是一整块大硅中介层,所以它的总连接带宽和线路密度,目前看来还是不如顶级的CoWoS方案。数据传输的路径可能稍微长一点,延迟也会微微高一点。这就决定了,EMIB可能对那些追求极致算力密度和带宽的、像英伟达这样的顶级GPU客户,吸引力暂时没那么大。但它对于谷歌、Meta、亚马逊这些自己设计专用AI芯片(ASIC)的公司来说,就非常有吸引力了。因为它们的芯片架构可以针对EMIB的特性进行优化,在性能、成本和供应保障之间,找到一个比依赖拥挤的CoWoS产线更划算的平衡点。

所以,咱们来把整件事的链条和影响捋清楚:

起因:AI芯片需求爆炸 → 台积电CoWoS封装产能严重短缺,成为行业瓶颈。

动作:供应链上的巨头们(如SK海力士)和需求方巨头们(如谷歌、Meta)开始寻找“备胎”。

备胎人选:英特尔,手握EMIB封装技术,正在积极扩产。

当前进展:SK海力士被曝已在研发端测试英特尔EMIB与其HBM的兼容性;英特尔据传已获得谷歌等大客户意向,开始下设备订单扩产。

技术逻辑:EMIB成本更低、可能扩产更快,虽绝对性能未必超越顶级CoWoS,但对许多AI芯片客户已是优质可用的“第二选择”。

深远影响:如果此趋势成真,台积电在先进封装领域的绝对主导地位将首次出现松动,一个由台积电CoWoS和英特尔EMIB共同主导的“双巨头”供应链格局可能正在形成。这对于稳定全球AI芯片供应、降低行业风险是件好事,但也意味着更复杂的竞争和合作即将开始。

最后,还是那句老生常谈的提醒:以上所有这些精彩的情节,目前都还建立在行业媒体爆料和机构分析的基础上。SK海力士和英特尔官方,谷歌和Meta官方,都没有正式确认这些合作。但是,无风不起浪,尤其是涉及到底层供应链产能布局和巨头们的“备胎计划”,这些风声往往具有极强的预示性。它至少清晰地传递出一个信号:在AI芯片这场世纪大战中,没有任何一个参与者愿意把鸡蛋放在同一个篮子里,一场围绕芯片“内部高速公路”建设权的深层博弈,已经悄然开始了。今年的半导体行业,戏台子是越搭越大了。

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