Intel Foundry mở rộng công nghệ đóng gói chip AI tại Mỹ: Foveros và EMIB là chìa khóa cho thế hệ AI mới

Khi các mô hình AI ngày càng lớn và yêu cầu sức mạnh tính toán tăng theo cấp số nhân, việc chỉ mở rộng kích thước của một con chip đơn lẻ không còn là giải pháp khả thi. Thay vào đó, ngành bán dẫn đang chuyển sang kiến trúc chiplet kết hợp cùng các công nghệ đóng gói bán dẫn tiên tiến (Advanced Packaging) để tạo nên những bộ xử lý AI có hiệu năng cao hơn, linh hoạt hơn và tiết kiệm chi phí hơn.

Trong chiến lược này, Intel Foundry đang đầu tư mạnh vào các công nghệ Foveros, EMIB và EMIB-T, biến cơ sở sản xuất tại Rio Rancho (New Mexico, Mỹ) thành trung tâm đóng gói bán dẫn tiên tiến hàng đầu của Intel.

Advanced Packaging đang trở thành yếu tố quyết định trong kỷ nguyên AI

Thay vì sản xuất một khuôn silicon khổng lồ, các nhà thiết kế chip hiện chia bộ xử lý thành nhiều chiplet chuyên biệt như CPU, GPU, bộ nhớ hay bộ tăng tốc AI.

Các chiplet này sau đó được kết nối trong cùng một gói bán dẫn để hoạt động như một bộ xử lý thống nhất.

Cách tiếp cận này mang lại nhiều lợi ích:

• vượt giới hạn kích thước khuôn silicon (reticle limit);
• tăng hiệu suất sản xuất;
• giảm chi phí;
• dễ dàng kết hợp nhiều tiến trình sản xuất khác nhau;
• mở rộng quy mô cho các hệ thống AI và trung tâm dữ liệu.

Theo Intel, công nghệ đóng gói hiện nay đã có thể mở rộng kích thước gói chip lên khoảng 8 lần giới hạn reticle truyền thống, đồng thời đặt mục tiêu vượt 12 lần vào năm 2028.

Foveros: Công nghệ xếp chồng chiplet theo chiều dọc

Một trong những nền tảng quan trọng nhất của Intel Foundry là Foveros.

Khác với cách đặt chip cạnh nhau trên cùng một mặt phẳng, Foveros cho phép xếp chồng nhiều chiplet theo chiều dọc trên một lớp đế silicon (interposer).

Intel ví lớp đế này như phần "đế bánh pizza", trong khi các chiplet là những "lớp topping" được gắn lên phía trên trước khi trải qua quy trình gia nhiệt và hoàn thiện.

Sau khi hoàn tất:

• chiplet được liên kết thành một hệ thống thống nhất;
• các khoảng trống được lấp đầy bằng vật liệu epoxy nhằm tăng độ bền cơ học;
• toàn bộ wafer được cắt thành các gói bán dẫn riêng lẻ với độ chính xác cao.

Nhờ Foveros, Intel có thể kết hợp nhiều chip được sản xuất trên các tiến trình khác nhau vào cùng một hệ thống, từ đó tối ưu hiệu năng, điện năng và diện tích.

EMIB giúp kết nối chiplet mà không cần interposer lớn

Bên cạnh Foveros, Intel còn phát triển EMIB (Embedded Multi-die Interconnect Bridge).

Khác với nhiều giải pháp sử dụng interposer silicon kích thước lớn, EMIB chỉ đặt các cầu nối silicon tốc độ cao tại những vị trí thực sự cần truyền dữ liệu.

Điều này mang lại nhiều lợi ích:

• giảm lượng silicon sử dụng;
• tiết kiệm chi phí sản xuất;
• giảm độ trễ truyền dữ liệu;
• tăng băng thông giữa các chip.

Đối với các bộ xử lý AI hay GPU trung tâm dữ liệu, EMIB cho phép nhiều chip hoạt động như một hệ thống thống nhất mà vẫn duy trì hiệu suất truyền dữ liệu rất cao.

EMIB-T tối ưu nguồn điện cho bộ nhớ HBM thế hệ mới

Năm 2026, Intel tiếp tục giới thiệu EMIB-T.

Khác với EMIB truyền thống chỉ đảm nhiệm việc truyền tín hiệu, EMIB-T bổ sung các kênh cấp nguồn trực tiếp xuyên qua cầu nối silicon.

Thiết kế này giúp:

• cải thiện hiệu quả phân phối điện năng;
• tối ưu đường truyền tín hiệu;
• đáp ứng yêu cầu của bộ nhớ băng thông cao (HBM);
• phục vụ các bộ xử lý AI thế hệ mới.

Đây là yếu tố đặc biệt quan trọng khi GPU AI ngày càng sử dụng nhiều chip HBM và yêu cầu mật độ kết nối rất lớn.

Intel muốn biến chiplet thành nền tảng cho AI quy mô lớn

Theo Intel Foundry, Advanced Packaging không chỉ là bước cuối trong quy trình sản xuất bán dẫn mà đã trở thành công nghệ cốt lõi để xây dựng các hệ thống AI hiện đại.

Nhờ khả năng kết hợp chiplet từ nhiều tiến trình và nhiều nguồn khác nhau trên cùng một gói bán dẫn, Intel hướng tới việc tạo ra những bộ xử lý có quy mô lớn hơn nhưng vẫn duy trì hiệu quả về chi phí và khả năng sản xuất.

Bên cạnh đó, việc mở rộng năng lực đóng gói tại Mỹ cũng giúp Intel tăng tính chủ động trong chuỗi cung ứng bán dẫn, đồng thời củng cố vị thế của Intel Foundry trong lĩnh vực gia công chip cho khách hàng bên ngoài.

Kết luận

Sự phát triển của AI đang khiến kiến trúc chip truyền thống dần chạm tới giới hạn vật lý. Thay vì tiếp tục mở rộng kích thước của một khuôn silicon đơn lẻ, ngành bán dẫn đang chuyển sang mô hình chiplet kết hợp với công nghệ đóng gói tiên tiến.

Với Foveros, EMIB và EMIB-T, Intel Foundry đặt mục tiêu xây dựng nền tảng kết nối chip thế hệ mới, phục vụ các bộ xử lý AI hiệu năng cao, hệ thống HBM và trung tâm dữ liệu quy mô lớn trong những năm tới. Đây cũng được xem là một trong những hướng đi quan trọng giúp Intel cạnh tranh trên thị trường bán dẫn AI đang tăng trưởng mạnh.