Recientemente, Intel realizó un contraste directo entre su tecnología de empaquetado Embedded Multi-die Interconnect Bridge (EMIB) y la ruta de empaquetado 2.5D de TSMC. En las exhibiciones de diseño de Intel, EMIB se destacó repetidamente como una solución de empaquetado más alineada con la realidad ingenieril, especialmente cuando aumenta el número de chips, las densidades de interconexión y los rendimientos de producción.
EMIB no es una tecnología novedosa; en los últimos años, se ha implementado en diversas generaciones de productos de Intel, como Ponte Vecchio, Sapphire Rapids, Granite Rapids, Sierra Forest y el próximo a ser producido en masa, Clearwater Forest. Esto es significativo ya que el verdadero punto de inflexión para la tecnología de empaquetado no se encuentra en el laboratorio, sino en las sucesivas generaciones de productos producidos a gran escala. Desde el inicio, EMIB no se ha presentado como una "alternativa completa de capa intermedia", sino más bien como una solución destinada a lograr la interconectividad más densa con un uso mínimo de silicio. Por otro lado, el método de empaquetado 2.5D predominante de TSMC se basa en un interposador de silicio completo para establecer interconexiones a gran escala entre los chips a través de vías de silicio (TSVs). A pesar de las simplificaciones que esta arquitectura ofrecía inicialmente, incurre en costos evidentes: el interposador no ejecuta tareas computacionales sino que ocupa recursos de silicio de alta calidad. A medida que aumenta el tamaño y número de chips, el área del interposador crece, inflando los costos, complejidad de diseño y presión de rendimiento.
Durante sus presentaciones, Intel ha resaltado repetidamente este problema. Para chips que requieren una amplia integración heterogénea, el cuello de botella no suele surgir de las unidades de computación, sino del área de silicio utilizada para las interconexiones. "Cuanto más grande sea el interposador, más TSV se necesitan y más estrecha es la ventana del proceso, afectando finalmente la fabricabilidad y la eficiencia de costos", comentan. Este aspecto también impone un límite físico realista en las dimensiones de los paquetes 2.5D, ya que la flexibilidad de diseño decrece cuando se alcanzan los límites de máscara o sustrato. La estrategia de EMIB es considerablemente distinta. En lugar de introducir un interposador completo de silicio, incrusta pequeños puentes de silicio directamente en el sustrato del paquete, asegurando acceso de alta velocidad únicamente donde se requieren interconexiones de alta densidad. Estos puentes están diseñados exclusivamente para enrutamiento y su tamaño se adapta según demanda. Esta elección arquitectónica libera el diseño del chip de las restricciones de un bloque de interposador, permitiendo una combinación más flexible de múltiples chips lógicos, aceleradores y pilas HBM. En términos de implementación, EMIB ha resultado en varios derivados. EMIB 2.5D se focaliza en interconexiones de alta densidad entre lógica y lógica o lógica y HBM. Mientras que EMIB-M integra la capacitancia MIM dentro del puente para mejorar la integridad del suministro. EMIB-T introduce TSVs para soportar señales más complejas y rutas de potencia. Desde 2017, estas estructuras de puente han estado en producción masiva, respaldadas por una cadena de suministro madura y un proceso de montaje eficaz.
Además, EMIB 3.5D se utiliza en conjunto con el apilamiento Foveros 3D para consolidar múltiples capas de chips heterogéneos dentro de un único paquete. Los SoCs de la serie Max de GPU de Intel Data Center ejemplifican esta integración: con más de 100.000 millones de transistores en 47 unidades de matrices activas y cinco nodos de proceso, la complejidad del paquete resultante supera en gran medida lo que puede acomodar el 2.5D tradicional. En esta magnitud, los riesgos de costo y rendimiento asociados con una capa interposadora completa se incrementan rápidamente, subrayando las ventajas de las interconexiones de puente. Intel ha sintetizado tres beneficios principales: mejoras en el rendimiento dentro de las dimensiones estándar del empaquetado, áreas claras para el control de costos y procesos de diseño simplificados, basados en las diferencias estructurales discutidas anteriormente. Cuanto más pequeño sea el puente, menor será el impacto de posibles fallas; evitar los costos de "interconexión de silicio puro" naturalmente reduce los gastos de materiales; y la reutilización modular de ubicaciones de interconexión permite un proceso de diseño y verificación más manejable.
Estas ilustraciones de los enfoques de empaquetado transmiten claramente las ambiciones más amplias de Intel. Con el avance de sus iniciativas de fundición, especialmente la apertura de los nodos 18A y 14A a clientes externos, las capacidades de empaquetado trascienden el soporte interno para convertirse en criterios decisivos para aceptar contratos de alta gama. Tecnologías como EMIB-T y Foveros han sido destacadas para mostrar la proeza de "integración de back-end" de Intel alineada con las capacidades de ingeniería de nodos de proceso. A medida que los paquetes avanzados actúan cada vez más como un multiplicador de rendimiento y no sólo como un proceso suplementario, la madurez del enfoque de Intel influirá directamente en su capacidad para cambiar el equilibrio de influencia tradicionalmente dominado por TSMC, afirmando así un mayor control en la industria.