Google หันใช้ Intel EMIB-T แทน TSMC CoWoS สำหรับ TPUv8e: วิกฤตกำลังการผลิตที่กำลังเปลี่ยนโฉมการแพ็คเกจจิ้งชิป AI

นี่คือกลยุทธ์กระจายแหล่งผลิต ไม่ใช่การทิ้ง TSMC โดยสมบูรณ์ รายงานระบุว่า TPU 8t ที่เน้นการฝึกสอน ยังคงใช้แพ็คเกจจิ้ง CoWoS-S ของ TSMC Intel จะจัดการแพ็คเกจจิ้งประมาณครึ่งหนึ่งของปริมาณ TPU ทั้งหมดที่ Google คาดการณ์ไว้ที่ ~6 ล้านหน่วยระหว่างปี 2027–2028 การเคลื่อนไหวนี้ยังถือเป็นชัยชนะครั้งสำคัญสำหรับธุรกิจ Foundry ของ Intel ซึ่งส่งสัญญาณว่าเทคโนโลยีการแพ็คเกจจิ้งขั้นสูงของตนมีความน่าเชื่อถือพอสำหรับ Hyperscaler ชั้นนำ และเกิดขึ้นในช่วงที่ Nvidia ก็กำลังประเมินกระบวนการผลิต 18A และแพ็คเกจจิ้ง EMIB สำหรับ GPU รุ่นต่อไปเช่นกัน

ข้อได้เปรียบทางเทคนิคของ EMIB-T เหนือ CoWoS

EMIB แบบมาตรฐานถูกใช้ใน FPGA และ Xeon ของ Intel มาหลายปีแล้ว แต่ยังขาดการจ่ายไฟและการขยายขนาด Reticle ที่จำเป็นสำหรับ AI Accelerator ที่ใช้พลังงานสูง EMIB-T แก้ปัญหานี้ด้วยการเพิ่ม Through-Silicon Vias (TSVs) ลงใน Embedded Bridge โดยตรง ทำให้สามารถจ่ายไฟในแนวตั้งและรองรับ HBM4-class ข้อได้เปรียบทางสถาปัตยกรรมหลักมีดังนี้:

• ไม่มี Silicon Interposer ขนาดใหญ่ – EMIB ฝังสะพานขนาดเล็กในตำแหน่งที่ชิป (Die) เชื่อมต่อกันเท่านั้น ช่วยลดต้นทุนวัสดุและทำให้โครงสร้างง่ายขึ้น
• การขยายตัวทางความร้อนที่ดีกว่า – หากไม่มี Interposer ขนาดใหญ่ที่ครอบคลุมทั้งแพ็คเกจ ปัญหาความไม่เข้ากันของสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) จะลดลง
• การขยายขนาด Reticle ที่ใหญ่ขึ้น – EMIB-T สามารถขยายขนาดเกินขีดจำกัด ~3.3x Reticle ของ CoWoS-S ได้ นักวิเคราะห์จาก Bernstein ประมาณการว่า EMIB-T รองรับขนาดแพ็คเกจที่ใหญ่กว่าผลิตภัณฑ์ CoWoS ในปัจจุบัน Intel ระบุว่า EMIB รองรับขนาด Reticle 6x ในปี 2024 และตั้งเป้าไว้ที่ 8x ในปี 2026 และ 12x ภายในปี 2028
• ผลผลิต (Yield) ต่อ Interposer ที่สูงกว่าในทางทฤษฎี – เนื่องจากสะพานมีขนาดเล็กและอยู่เฉพาะจุด ข้อบกพร่องในสะพานใดสะพานหนึ่งจะไม่ทำให้ Interposer ทั้งหมดเสียไป ซึ่งต่างจาก CoWoS ที่ใช้ Interposer แบบเสาหินชิ้นใหญ่
• กำลังการผลิตที่พร้อมใช้งาน – สายการผลิต EMIB ของ Intel ยังถูกใช้งานไม่เต็มที่ ในขณะที่ CoWoS ทุกสล็อตถูกขายล่วงหน้าไปจนถึงปี 2027

ข้อแลกเปลี่ยนคือ: CoWoS ยังคงเป็นผู้นำในด้านความหนาแน่นของแบนด์วิดท์สูงสุดและความใกล้ชิดกับ HBM สำหรับงานออกแบบ AI ที่ต้องการความแรงสูง EMIB-T กำลังไล่ตามให้ทัน แต่ยังไม่สามารถแซงหน้า CoWoS ในระดับไฮเอนด์ได้

ขนาด ผลผลิต (Yield) และช่องว่าง 8 จุด

ข้อตกลงนี้ ซึ่งรายงานโดย The Information และได้รับการยืนยันโดย Morgan Stanley เกี่ยวข้องกับ Google ที่จอง กำลังการผลิต TPU กว่า 3 ล้านหน่วยในปี 2028 นี่คือความท้าทายที่แท้จริง: Intel จะต้องส่งมอบเทคโนโลยีที่ไม่เคยถูกใช้งานในระดับขนาดใหญ่เช่นนี้ให้กับลูกค้าภายนอกมาก่อน

ผลผลิต (Yield) คือจุดตึงเครียดหลัก Ming-Chi Kuo เป็นคนแรกที่ชี้ให้เห็นว่าแพ็คเกจจิ้ง EMIB-T ของ Intel มีอัตราผลผลิต ~90% ในการตรวจสอบทางเทคนิค สำหรับ Humufish TPU อย่างไรก็ตาม มาตรฐานการผลิตจำนวนมากอยู่ที่ ~98% ทำให้เกิดช่องว่างที่สำคัญถึง 8 จุด สำหรับการอ้างอิง TSMC ตั้งเป้าหมาย Yield สำหรับ CoWoS ขนาด 5.5x reticle ในปี 2026 ที่ 98% Yield ที่ 90% หมายถึง ทุกๆ 10 โมดูลที่ประกอบขึ้น จะมี 1 ชิ้นที่ต้องทิ้งไป ในขณะที่ Yield 98% จะลดสัดส่วนนั้นเหลือ 1 ใน 50

ความท้าทายอื่นๆ ได้แก่:

• ความเสี่ยงในการดำเนินการ: John Pitzer รองประธานของ Intel ยอมรับว่าความคาดหวังก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการเพิ่มกำลังการผลิตแพ็คเกจจิ้งในปี 2025 นั้น "มองโลกในแง่ดีเกินไป" บริษัทยังได้ว่าจ้างช่วงการผลิต EMIB บางส่วนไปยังโรงงานของ Amkor ในเกาหลีใต้ด้วย
• ไทม์ไลน์: การ Tape-out ของ Humufish TPU มีกำหนดการประมาณปลายปี 2026 โดยมีตัวอย่างการผลิตในช่วงครึ่งหลังของปี 2027
• การเพิ่มปริมาณการผลิต: คาดว่ากำลังการผลิตของโหนด 18A ของ Intel จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าภายในปี 2028 และกำลังการผลิตของ Intel 3 ในไอร์แลนด์จะเพิ่มขึ้น 80% ในช่วงเวลาเดียวกัน

ความขัดแย้งเชิงประชด: Diamond Rapids

ประเด็นที่โดดเด่นที่สุดของเรื่องนี้คือ Intel กำลังชนะใจ Google ให้มาเป็นลูกค้า EMIB ภายนอก ในขณะที่กำลังเคลื่อนแพลตฟอร์ม Xeon เรือธงของตัวเองออกห่างจาก EMIB ซีพียูเซิร์ฟเวอร์รุ่นต่อไปของ Intel อย่าง Diamond Rapids (192 cores, วางตลาดปี 2026–2027) มีแนวโน้มสูงที่จะใช้ การเชื่อมต่อระหว่าง Die แบบ UCIe บน Organic Substrate มาตรฐาน แทนที่จะเป็น EMIB ที่งาน ISSCC Intel สาธิตการเชื่อมต่อ UCIe-S บน Organic Substrate มาตรฐานที่อัตราข้อมูลสูง ซึ่งทำได้เร็วกว่าถึง 3 เท่าและมีความหนาแน่นของแบนด์วิดท์สูงกว่าถึง 2.8 เท่าเมื่อเทียบกับการออกแบบบนโหนด 3nm

นั่นหมายความว่า:

• Sapphire Rapids (2023) และ Granite Rapids ใช้ EMIB เพื่อต่อชิปประมวลผลเข้าด้วยกัน
• Diamond Rapids คาดว่าจะใช้แนวทาง UCIe-over-substrate ที่เรียบง่ายและถูกกว่า โดยหลีกเลี่ยงความซับซ้อนและต้นทุนของ EMIB
• แต่ Intel กลับขายเทคโนโลยี EMIB ตัวเดียวกันนี้ให้กับ Google เพื่อเป็นทางเลือกแทน CoWoS

ความขัดแย้งนี้ตอกย้ำว่าข้อเสนอคุณค่าของ EMIB นั้นขึ้นอยู่กับการใช้งานอย่างมาก: สำหรับ AI Accelerator ขนาดใหญ่ของ Google มันช่วยแก้ปัญหาการขาดแคลนกำลังการผลิตและเสนอการขยายขนาดที่คุ้มต้นทุน สำหรับซีพียู Xeon ของ Intel เอง ความก้าวหน้าในการส่งสัญญาณบน Organic Substrate ผ่าน UCIe ทำให้แนวทาง Embedded Bridge นั้นไม่จำเป็นและแพงเกินไปสำหรับแพ็คเกจซีพียูปริมาณมาก