这项黑科技将使半导体芯片发展走上新方向

去年，英特尔第一次在公开场合提出了“混搭”的概念。也就是将不同规格的半导体芯片通过特殊方式封装在一个芯片之上，使之具备更强的性能和更好的功耗表现。这种混搭封装技术被英特尔命名为EMIB，即Embedded Multi-Die Interconnect Bridge，中文译名为嵌入式多核心互联桥接。

EMIB是随着英特尔Kaby Lake-G公布以及搭载KBL-G的冥王峡谷NUC发售而进入大众消费者眼帘的。作为冥王峡谷的用户，我可以算是EMIB技术的第一批受益者，也深深感受到了这种技术所存在的潜力。通过EMIB方式，KBL-G平台将英特尔酷睿处理器与AMD Radeon RX Vega M GPU整合在一起，同时具备了英特尔处理器强大的计算能力与AMD GPU出色的图形能力，同时还有着极佳的散热体验。这颗芯片创造了历史，也让产品体验达到了一个新的层次。

冥王峡谷是KBL-G平台的代表产品，它将办公与品质娱乐很好的结合在一起

在今年初的CES 2019上，英特尔继更早之前的Architecture Day之后，又一次展示了Foveros 3D封装技术，作为EMIB技术的“升级版”，Foveros堪称半导体芯片界的黑科技。简单来说，EMIB与Foveros的区别在于前者是2D封装技术，而后者则是3D堆叠封装技术。

2D与3D的区别其实很好理解，就像是平房和楼房的区别。假如一个小区有300人，这300人要安置在房子里的话，如果使用盖平房的方式来做的话，那么就需要100间到300间房子，而且这些房子需要平铺在极大的一片土地上；而如果使用盖楼房的方式来做的话，那么同样需要100-300间房子，但是只需要比前者小得多的占地面积就可以承载的下，这就是2D封装与3D封装的区别。

放在半导体芯片领域来讲的话，其实EMIB和Foveros在芯片性能、功能方面的差异不大，都是将不同规格、不同功能的芯片堆叠在一起来发挥不同的作用。不过在体积、功耗等方面，Foveros 3D堆叠的优势就显现了出来。今年CES 2019英特尔发布会上，英特尔公司高级副总裁兼客户端计算事业部总经理Gregory Bryant展示了首款Foveros 3D堆叠设计的主板芯片LakeField，它集成了10nm Ice Lake处理器以及22nm小核心，具备完整的PC功能，但体积只有几枚美分硬币大小，让人感受到了Foveros 3D封装技术的强大。

虽说Foveros是更为先进的3D封装技术，但它与EMIB之间并非取代关系，英特尔在后续的制造中会将二者结合起来使用。

以下两张图，是对这一突破性发明的详细介绍，第一张图展示了Foveros如何与英特尔嵌入式多芯片互连桥接（EMIB）2D封装技术相结合，将不同类型的小芯片IP灵活组合在一起，第二张图则分别从俯视和侧视的角度透视了Foveros 3D封装技术。

无论是EMIB还是Foveros，封装方式不同，但解决的问题是一样的。

以往单片时代处理器内部的CPU核心、GPU核心、IO单元、内存控制器等子单元都必须是同一工艺制程下设计的，不过在实际应用中其实并不需要大家都一样。比如CPU、GPU核心需要更高的性能，那么以更加先进的工艺去设计制造是必要的。但是像IO单元、控制器等器件，就不需要这么先进的工艺了。以前的封装技术无法解决这种问题，但是通过EMIB或Foveros就可以实现不同工艺芯片之间的堆叠封装了。

此外，Foveros与EMIB的意义不仅仅在于可以将不同规格之间的芯片封装在一起，更重要的意义在于它的出现能够让英特尔摆脱芯片架构与工艺之间“捆绑”的束缚，使工艺与架构分离，这样可以使英特尔在制程、架构设计上有更强的灵活性。

在目前的半导体芯片行业中，英特尔是为数不多的IDM垂直整合型半导体公司。即自己设计芯片架构、自己制造芯片、自己封装芯片，这一点其它芯片厂商几乎做不到。

不过这也是一把双刃剑。优点是英特尔能够自主根据不同工艺开发不同的CPU架构，而且因为是全自主，所以新工艺开发的架构可以最大化的利用特定工艺的优势，使之达到更好的匹配与契合；但不足之处在于将架构与工艺捆绑起来制约了灵活性，比如10nm延期之后，英特尔无法使用14nm工艺去生产10nm制程架构就是典型的例子。

Foveros与EMIB的出现，使得英特尔能够在未来的发展中跳出制程工艺与架构捆绑的约束，在推进制程工艺发展和架构发展方面能够更为灵活，有更多的选择空间。

而对于OEM合作伙伴来说，全新的封装技术能够实现客制化需求，这一点极为重要。以往英特尔与OEM的关系是“我升级芯片你做相应的产品”。OEM的选择权不大，只能跟着英特尔的节奏走，英特尔不更新OEM就只能干等着。全新封装技术的出现，可以允许OEM去向英特尔客制化自己想要的芯片，从而在不同类型、不同形态的产品之上选择不同的芯片方案，更加灵活。因此，Foveros与EMIB不仅仅对于英特尔自身有着重要意义，同时对于整个PC产业、甚至是IT数码产业都有着极为重要的意义。