SemiAnalysis：グーグルの次世代TPUはインテルのEMIB-Tパッケージを採用する

7月1日、有名半導体分析機関SemiAnalysisによると、Googleの次世代TPU（コードネームHumufish）はTSMCのCoWoSパッケージングを廃止し、IntelのEMIB-T技術を採用する。

現在、TSMCのCoWoSはAIチップパッケージングの業界標準となっている。Googleは大手テクノロジー企業であり、そのフラッグシップ製品がIntelのパッケージング体系に移行できれば、TSMCに打撃を与えるだろう。SemiAnalysisはXプラットフォームで次のように述べている。

「Googleの次世代TPU（コードネームHumufish）は、TSMCのCoWoSではなく、IntelのEMIB-Tを採用する。CoWoSは業界標準であり、だからこそフラッグシップ部品が他の選択肢に移行するのは注目に値する。」

両者の核心的な違いは、パッケージングの物理的経路にある。CoWoSはすべてのダイ（dies）を大型のシリコンまたはRDLインターポーザ上に配置する。一方、IntelのEMIB技術は、小型のシリコンブリッジを有機基板に直接埋め込み、チップ間接続が必要な箇所でのみブリッジングを行う。

フォトマスク制約からの脱却とコスト削減

TSMCのCoWoSのシリコンインターポーザはリソグラフィ技術で印刷されるため、その物理サイズはフォトマスクの限界に厳しく制限される。

SemiAnalysisは次のように説明する。「モノリシック版（CoWoS-S）の限界はフォトマスクサイズの約3.3倍であり、これがTSMCがCoWoS-Lに移行した理由でもある。EMIBはフォトマスクの限界に縛られないため、はるかにスケーラブルな技術である。」

サイズの突破に加えて、コストと効率ももう一つの核心的な推進力である。EMIBは高価なインターポーザを完全に除去し、パッケージングコストを大幅に削減する。

より直感的な違いはシリコンウェハの利用率に現れる。ウェハは円形であり、そこから大型のインターポーザを切り出すと、エッジ領域で大量の無駄が生じ、サイズが大きくなるほど歩留まりが低下する。これは、丸い生地から大きな四角いクッキーを切り出すようなもので、端材が多くなるのは避けられない。

これに対し、SemiAnalysisは「微小なシリコンブリッジは密集して配置でき、ほとんど無駄がない」と述べている。さらに、この選択により、バイヤーはTSMC以外にも第二のサプライヤーを得ることになる。

垂直給電の採用、EMIB-Tが次世代HBMに対応

Humufishが採用するのは具体的にはEMIB-T技術であり、「T」はシリコン貫通電極（TSV）を表す。この設計により、従来のパッケージングにおける給電の課題が解決される。

SemiAnalysisは、通常のEMIBではシリコンブリッジにビアホールがなく、電力を迂回させて基板経由で伝送する必要があり、給電に負荷がかかると説明する。「EMIB-Tは電力をシリコンブリッジを通して垂直に直接伝送し、さらにコンデンサとグランドプレーンを追加して、よりクリーンな電力を供給する。」

このアーキテクチャのアップグレードは、チップが次世代HBM（高帯域メモリ）とより高帯域の相互接続要件に対応するためのものである。

アーキテクチャの適合性と量産の課題

TSMCのCoWoS-Lも局所的なシリコンブリッジを使用しているという市場の議論に対して、業界の独立アナリストNuttyは、CoWoS-Lはシリコンブリッジベースの構造にグローバルRDL層を追加しており、これにより配線の柔軟性は向上するものの、面積とプロセス複雑性が増すと指摘する。

「Humufishのように、推論およびエージェントワークロードに最適化されていると思われるチップの場合、データフローはより構造化されている可能性がある」とNuttyは分析する。「この場合、EMIBのように必要な場所にのみ高密度リンクを配置するアプローチは、パッケージ全体の配線柔軟性のためにお金を払うよりも合理的である。」

Nuttyは、これこそがEMIB-Tの重要な意義であると考える。シリコン使用量とパッケージングコストを削減できるだけでなく、制約のあるCoWoSエコシステム以外の第二サプライヤーとして機能するからである。

量産歩留まりが鍵、Intelの実行力が試される

アーキテクチャは非常に魅力的だが、実行力が最大の未知数である。ネットユーザーのAxiは率直に「コスト削減を称賛する前に、歩留まりを見せてくれ」と述べる。

SemiAnalysisは警告する。「通常のEMIBは長年にわたり大量に出荷されているが、EMIB-Tは新しい技術であり、給電用シリコンブリッジは製造規模を拡大する際に難易度が高い。」

Intelが計画通りに歩留まりと生産量を向上できて初めて、これらの優位性は実現可能となる。Intelの進捗が遅れた場合、Googleのバックアッププランは依然として生産能力に制約のあるCoWoSである。この技術移行の成否は、Intelの先進パッケージングの実際の提供能力を直接試すことになる。

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