在今年的DAC 上，关于人工智能和多芯片异构设计的讨论非常热闹。会议上许多小组讨论和演讲的重点是将 2.5/3D 设计和小芯片生态系统变成主流的承诺。人工智能无疑是这种新设计风格的驱动力，但正如您将看到的，讨论的范围不仅限于人工智能。这种新的设计风格需要半导体生态系统每个部分的努力，这一重点在 DAC 期间得到了展示。有一个焦点，所有这些工作需要结合在一起才能实现商业化。这个焦点就是代工厂，周二上午在 DAC 上有一个主题演讲，很好地解释了如何打开未来之门。让我们来探索英特尔的 Gary Patton 如何展示系统代工厂的道路。
系统晶圆厂是什么以及它为何重要
在开始 Gary 的主题演讲之前，我想先谈一谈这个显而易见的问题。我从事半导体行业已经很长时间了。多年来，我一直认为英特尔是一家技术巨头，主宰着市场，击败了竞争对手，并且以英特尔的方式行事。
当我听到“英特尔”时，我首先想到的不一定是开放、协作、以生态系统为中心和服务导向。但这正是 Gary Patton 博士在主题演讲中所做的演讲。英特尔显然正在发生巨大的变化。凭借其系统代工计划，英特尔正在发挥领导作用，定义半导体设计和制造的未来。这一角色需要一种新型文化，而 Gary 是引领这一趋势的英特尔高管之一。我有机会在 DAC 上与 Gary 进行一对一交谈，稍后我将分享他的一些个人见解。但首先，让我们来看看他主题演讲中的一些信息。
Gary 首先介绍了一些令人大开眼界的数据。根据 IDC 的数据，全球每天产生近 270,000 PB 的数据。也就是 270,000,000,000 GB。英特尔估计，到 2030 年，1 千万亿次浮点运算和 1 PB 数据距离普通用户将不到 1 毫秒。实现这些成就需要颠覆性创新——这种创新显然超越了我们长期以来所依赖的摩尔定律。
他还提到，人工智能在推动数据量和数据处理需求大幅增长的同时，也带来了巨大的能源效率挑战。据《纽约时报》和谷歌报道，人工智能可能很快就会需要相当于一个国家所需的电量（约 100 太瓦时/年）。
Gary 指出，颠覆性创新对于我们的行业来说并不是什么新鲜事。多年来，我们已经克服了双极功率极限、栅极氧化物极限，现在又克服了平面器件极限。克服最后一个极限需要结合芯片和芯片集的实现以及封装互连密度和能效。英特尔的目标是成为所有这些创新的中心，而这正是其 Systems Foundry 计划的意义所在。
得益于先进的封装工作，英特尔有望实现 50 倍的能源效率提高和 10,000 倍的互连密度提高，如下图所示。
Gary 透过英特尔的创新看到了全貌。他介绍了由 135 家公司组成的联盟 UCIe 的工作。该联盟的既定目标是制定一个开放规范，定义封装内芯片之间的互连，从而实现开放的芯片生态系统和封装级别的无处不在的互连。Gary 解释说，与上图左下方的标准封装相比，UCIe 的工作使能效提高了两个数量级，带宽提高了三到四个数量级。与 PCIe、以太网等外部互连相比，这些封装改进还使延迟至少降低了一个数量级。这是英特尔代工厂明确支持的重要工作。
随后，Gary 讨论了系统技术协同优化的重要性，这是设计技术协同优化的一个更广泛、更雄心勃勃的版本。他解释说，软件和架构、封装和硅片都是这项工作的一部分，必须是整体的。他表示，“堆栈中各个层的进展是必要的，但还不够。整个系统必须协同优化。”
虽然英特尔的很多先进工艺和封装工作都在推动这一努力，但与整个 IP、EDA、设计服务以及先进系统组装和测试生态系统的密切合作也是成功的关键。他详细介绍了英特尔代工厂与其生态系统合作伙伴正在开展的众多计划，旨在构建和认证下一代设计和制造能力。他介绍了与所有主要 EDA 供应商的定期会议，并展示了涵盖所有关键英特尔技术的 EDA 认证的非常详细的记分卡。这一努力的广度确实令人印象深刻。稍后将在本文中进一步证明英特尔致力于开放设计流程。
Gary 介绍了英特尔为实现系统代工能力而进行的五年投资。他报告说，目前该公司已在制造中拥有 100 多个 2.5D 设计。设计支持、开放和协作的态度、质量第一的文化、强大的客户支持和经过认证的方法都是这项投资的一部分，如下图所示。
上面的图表让我深有体会。这完全是英特尔的全新升级版。它保留了英特尔的技术优势，但加入了领先、世界级代工厂的所有元素，打造了系统代工厂。接下来，让我们来了解一下主题演讲的主持人。
在 Gary 于 DAC 发表主题演讲后，我有幸与他私下交流。Gary 是英特尔过去几年聘用的众多“外来者”之一——即上文总结的五年投资。我认为 Gary 的整个职业生涯都为他目前在英特尔的工作做好了准备。在获得斯坦福大学电子工程博士学位后，他在 IBM 担任了 25 年以上的各种领导职务，涉及研究、微电子以及各种企业计划和产品线。在此期间，他磨练了产品/技术开发以及生态系统协作方面的技能。
随后，他在 Globalfoundries 工作了 4.5 年，担任首席技术官和全球研发与设计支持高级副总裁。现在，他在英特尔工作了 4.5 年，担任公司副总裁和 Foundry Design Enablement 总经理。他是英特尔最近聘用的众多员工之一，为公司带来了丰富的行业经验。
加里解释说，他一直非常尊重英特尔的成就。他来到这家公司不是为了“修复”什么，而是为了将这家伟大的公司提升到一个新的水平。这似乎很成功。他认为过去的 4.5 年是他职业生涯中最好的时光。当你考虑到他所取得的所有成就时，这意义重大。
加里谈到了英特尔为应对未来更广泛的挑战和机遇而进行的全公司范围的转变。高层的基调是其中的重要部分，而帕特·基辛格正是传达这些信息的合适人选。与加里交谈很愉快。他口齿伶俐、平易近人，是一位非常有效的领导者。他最后说的一句话让我印象深刻。他解释说，他从以前的经历中吸取了许多教训，并将其带到了英特尔。其中一条关键的教训是，“如果你从事代工业务，你的客户会让你变得更好。”
英特尔致力于开放设计流程的证明
DAC 的第一天，英特尔生态系统不断发展，并致力于创建广泛的参考流程，这得到了更多证据的证明。英特尔生态系统合作伙伴发布了以下公告，以支持访问英特尔的 EMIB 技术：
Ansys 正在 与 Intel Foundry合作 ，对英特尔 EMIB 技术的热完整性、电源完整性和机械可靠性进行签核验证，涵盖先进的硅片工艺节点和各种异构封装平台。
Cadence 宣布推出完整的 EMIB 2.5D 封装流程、适用于 Intel 18A 的数字和定制/模拟流程以及适用于 Intel 18A 的设计 IP。
西门子宣布向英特尔代工厂客户提供 EMIB 参考流程。此外，西门子还宣布 Solido™ 仿真套件已获得英特尔 16、英特尔 3 和英特尔 18A 节点定制 IC 验证认证。
新思科技宣 推出适用于英特尔® EMIB 先进封装技术的 AI 驱动多芯片参考流程，从而加速多芯片设计的开发。
英特尔代工厂生态系统开发副总裁 Suk Lee 表示：“今天的新闻展示了英特尔代工厂如何继续将英特尔的最佳优势与我们生态系统的最佳优势结合起来，帮助我们的客户实现他们的人工智能系统抱负。”