一颗芯片面积顶4颗H200，博通推出3.5D XDSiP封装平台

科技 2024-12-10 07:00 广东

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）博通最近推出了3.5D XDSiP的芯片封装平台技术，面向下一代高性能AI、HPC应用的定制XPU和ASIC。3.5D XDSiP的最大亮点，在于可以将超过6000平方毫米的3D堆叠硅晶片和12个HBM模块集成到一个系统级封装中。这是什么概念？

目前手机移动端的旗舰处理器骁龙8Elite核心面积是124.1平方毫米；英伟达H200核心面积1526平方毫米；今年英伟达推出的首款Blackwell架构GPU B200，采用双die合封，核心面积也达到1600平方毫米左右。也就是说博通的3.5D XDSiP平台，可以支持近4个B200核心集成在一个封装中。

那么这么“巨大”的芯片是怎么封装的，市场上真的需要这么大规模的芯片吗？

2.5D封装、3D堆栈、F2F堆叠结合，首批产品2026上市

图源：博通

随着摩尔定律的进一步减缓，先进封装在大规模计算集群中XPU上的应用已经成为了业界共识，在AI计算中，XPU需要计算、内存、I/O等功能的复杂集成，以最大限度地降低功耗和成本。

而博通的3.5D XDSiP平台，作为用于定制计算芯片的平台，优势主要包括：

图源：博通

增强的互连密度：与传统采用硅通孔TVS的F2B（面到背）的技术相比，3.5D XDSiP采用HCB（混合铜键合）以F2F（面对面）的方式将逻辑芯片堆叠，堆叠芯片之间的信号密度提高了7倍；
高能效：通过利用3D HCB代替平面芯片到芯片物理接口，芯片到芯片接口的功耗降低了90%；
低延迟：最大限度地减少3D堆栈中计算、内存和I/O组件之间的延迟；
小尺寸：支持更小的转接板和封装尺寸，从而节省成本并改善封装翘曲。

这项封装技术是博通与台积电多年合作的成果，博通ASIC产品部高级副总裁兼总经理Frank Ostojic表示：“随着我们达到摩尔定律的极限，先进封装对于下一代XPU集群至关重要。通过与我们的客户密切合作，我们在台积电和EDA合作伙伴的技术和工具基础上创建了一个3.5D XDSiP平台。通过垂直堆叠芯片组件，Broadcom的3.5D平台使芯片设计师能够为每个组件配对正确的制造工艺，同时缩小插入器和封装尺寸，从而显著提高性能、效率和成本。”

台积电业务发展高级副总裁张晓强博士表示，台积电和博通在过去几年中密切合作，将台积电最先进的逻辑处理和3D芯片堆叠技术与博通的设计专业知识结合在一起。

图源：博通

博通表示，3.5D XDSiP技术目前已经被主要的AI领域客户使用，已经有6款产品正在开发中。其中富士通下一代2nm制程的Arm处理器FUJITSU-MONAKA已经确认使用博通3.5D XDSiP技术，这款处理器面向数据中心、边缘计算等应用，据此前富士通的介绍，MONAKA每颗CPU包含一个中央的I/O die和四个3D垂直堆叠die，并集成SRAM，预计2027年出货。

使用3.5D XDSiP技术的芯片产品，博通预计最早在2026年2月实现出货。

小结

先进封装作为未来AI计算芯片的重要部分，博通这种大面积的芯片封装方案，能够极大程度上提高系统集成度，同时通过创新的互连方案，提高片内互连的带宽和提高能效，有望成为未来高性能处理器的一个重要方向。

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