20棧HBM、EMIB封裝，OpenAI芯片藏大招！

OpenAI的最新研究提出了利用這些嵌入式邏輯橋在更遠距離之間進行高速互連的想法，使更多的芯片能夠連接在一起。

OpenAI在一項名為“通過嵌入式邏輯橋連接高帶寬內存芯片、I/O 芯片和計算芯片”的新專利中，分享了一種 AI 芯片解決方案的計劃，該方案將包含多個 HBM 芯片和計算芯片，所有這些芯片都使用嵌入式邏輯橋連接。

該研究提出了利用這些嵌入式邏輯橋在更遠距離之間進行高速互連的想法，使更多的芯片能夠連接在一起，以支持高性能計算和人工智能工作負載，這些工作負載需要訪問大量內存才能高效運行。

目前的封裝方案在HBM集成方面存在一定的局限性，因為HBM存儲器通過底層金屬導線與其他芯片組通信。現行的JEDEC標準要求將HBM存儲器放置在計算芯片組旁邊，但這種方法存在物理限制，因為金屬導線與主芯片組PHY控制器之間的距離必須小于6毫米。

為了克服這一限制，OpenAI 的專利提出使用嵌入式邏輯橋接器，可以將通信距離從 6 毫米擴展到 16 毫米。這些橋接器具有兩個優勢：它們不僅可以實現更長的通信距離，還可以為 HBM 協議棧提供控制器功能，或者為封裝內芯片之間的通信提供高速 PHY 功能。這種 D2D（芯片間）接口符合 UCIe（通用芯片互連高速接口）標準。

例如，OpenAI 展示了一款采用嵌入式邏輯橋接技術、擁有 20 個 HBM 內存堆棧的計算芯片。而傳統方法通常只能實現 4 個、6 個或 8 個堆棧。這種技術顯著提升了內存容量，使得芯片能夠更好地運行大型 AI 模型。

但這項研究也與一項目前正在研發的技術密切相關。這項技術就是英特爾的EMIB（嵌入式多互連橋接）解決方案。EMIB是一種先進的封裝解決方案，其作用類似于橋梁。

它旨在解決 2.5D 封裝技術的問題，利用微型橋接技術擴展高性能芯片的功能和設計。EMIB 及其后續產品 EMIB-T 具有諸多優勢：它們結構簡單、體積小巧、突破了現有中介層的光罩限制，并且是經濟高效的解決方案。

未來能否預見到，英特爾的EMIB技術會被OpenAI用于打造其定制化的AI芯片，這些芯片將包含眾多芯片組和大量的HBM內存？這項專利似乎正指向這一方向。

據悉，目前英特爾一直在與至少兩個先進封裝服務的大客戶進行持續談判：谷歌和亞馬遜，這兩家公司都制造自己的定制芯片，但將部分制造流程外包。這些交易對困境中的芯片制造商英特爾來說將是一個福音，該公司正在嘗試復出——部分由美國政府資助——此前經歷了多年停滯并錯失了移動芯片機會。

英特爾先進封裝業務的野心很大程度上取決于公司能否獲得這些科技巨頭等外部客戶。自2024年以來，公司實際上被分為兩部分：長期存在的"產品"端，英特爾在此設計并向PC制造商和數據中心銷售高性價比CPU；以及雄心勃勃的代工端，英特爾在此制造先進半導體。

根據2025年接管英特爾代工業務的錢德拉塞卡蘭的說法，"先進封裝"這個術語在十年前還不存在。

芯片一直需要某種形式的晶體管和電容器集成，用于控制和存儲能量。長期以來，半導體行業專注于小型化，即縮小芯片組件的尺寸。隨著世界在2010年代開始對計算機提出更多要求，芯片開始變得更加密集，包含處理單元、高帶寬內存和所有必要的連接部件。最終，芯片制造商開始采用系統級封裝或堆疊封裝方法，將多個組件疊放在一起，以在相同表面空間內獲得更多功率和內存。比如，臺積電的CoWoS 嚴格來說便屬于2.5D先進封裝技術，由 CoW 和 oS 組合而來：先將芯片通過 Chip on Wafer（CoW）的封裝制程連接至硅晶圓，再把 CoW 芯片與基板（Substrate）連接，整合成 CoWoS。英特爾在2.5D上有多個方案：EMIB 2.5D、Foveros-S 2.5D、Foveros-B 2.5D。當前，HBM4是使用2.5D封裝的典型代表，諸如AMD、英偉達等企業已推出多款基于 2.5D 硅中介層的產品。

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