最近Chiplet在业内大火,在股市上的表现也是集体走强。
Chiplet是摩尔定律的“救世主”,是国内弯道超车的关键。
业内已经有许多类似的观点,情况究竟如何?Chipet有什么奇特的魔法?
什么是Chiplet?
Chiplet,中文名叫“芯粒”,是一种先进封装的技术。
就是将复杂芯片拆解成一组具有单独功能的小芯片单元die(裸片),通过die-to-die将模块芯片和底层基础芯片封装组合在一起。
说得再形象一些,就是将不同工艺的模块化芯片,像拼接乐高积木一样用封装技术整合在一起。
Chiplet有何优势?
这种“芯片缝合术”究竟有什么好处呢?
众所周知,这几十年来半导体行业一直按照摩尔定律的规律发展,每发布新一代制程技术就要在上一代的基础上提升一倍晶体管密度。
有不少业内专家认为,MOSFET技术将在2030年之前的某个时候耗尽其缩小优势,晶体管密度也不可能再继续加大。
现如今先进工艺已经到了2nm、3nm,硅基芯片的晶体管密度已经逐渐接近极限,即使出现了FinFET、GAAFET等结构技术,但依然难以抵抗摩尔定律放缓的趋势。
而Chiplet就能够在一定程度延续摩尔定律的经济效益。
Chiplet(芯粒)具备巨大的优势:
把大芯片分割成更小的chiplet,可在改善良率的同时降低制造成本。
就芯片设计而言,模块化的设计思路可以提升芯片的研发速度,降低设计的复杂度和设计成本。
Chiplet还突破了SoC的设计极限,不再受多工艺的约束,通过算力可扩展的方式提升了芯片的性能。
这么看,业内称Chiplet为“摩尔定律‘拯救者’也并非没有道理。英特尔、AMD等巨头都纷纷入局Chiplet也就很容易理解了。
巨头趋之若鹜
Chiplet是Marvell在2015年提出的Mochi(ModularChip,模块化芯片)架构概念。这是芯粒最早的雏形。
而正式掀起这股浪潮的却是AMD。
2015年时,AMD表示希望通过推出“小芯片”来夺回英特尔主导的服务器芯片市场。到了2017年,AMD推出了其初代Epyc服务器处理器Naples,在单个封装中具有4个同类的CPU。2019年,AMD在第三代锐龙(Ryzen)处理器上复用了第二代霄龙(EPYC)处理器的IO Chiplet。
Chilet的概念逐渐成熟,受到各家巨头的青睐,并被业内寄予厚望。
今年年初,Intel联合AMD、Arm、高通、台积电、三星、日月光、谷歌云、Meta、微软等行业巨头,成立了Chiplet标准联盟,还正式推出通用Chiplet的标准规范“UCIe”。
2022年8月,UCIe联盟官网发布公告,宣布其董事会在十家创始会员之外,选举新增阿里巴巴、英伟达两家成员单位。
此前已有芯原、芯耀辉、芯和半导体、芯动科技、芯云凌、长芯存储、长电、超摩科技、奇异摩尔、牛芯半导体、OPPO等多家大陆企业先后宣布加入UCIe行业联盟。
利好哪些环节?
我们在设计、制造等产业环节都处于随时被“卡脖子”的状态,封测领域是目前情况最乐观的。我国占全球20%左右份额,位居全球第2。
长电科技、通富微电、华天科技都是国内发展势头强劲的封测企业,近些年在Sip封装、Aip封装、Fan-out工艺等方面正在加速布局。
最近,通富微电表示已经掌握Chiplet工艺技术,实现了5nm工艺能力认证,并且成为AMD在大陆唯一的封测合作伙伴。
Chiplet作为一种先进封测技术,必然会拉起对于先进封装的需求,对于封测类企业来说,未尝不是一个机遇。
Chiplet具有IP模块复用的特点,IP厂商在Chiplet技术下能够直接购买晶圆进行封装、测试,可以按模块选择性价比最高、最合适的工艺制程,同时研发上也可以减少重复支出,实现更好的成本控制和更快的产品上市时间。
还可以让IP公司从IP授权商升级为Chiplet供应商,从而给IP厂商带来很大的市场空间。
国内就有诸多IC企业着力发展Chiplet。以芯原为例,正致力于为客户提供更加完备的基于Chiplet的平台化芯片定制解决方案。
我们能否弯道超车?
部分业内人士认为“Chiplet对中国解决先进芯片技术瓶颈具有重要意义,是中国市场换道超车重要技术路径之一。”
清华大学教授魏少军曾提出“Chiplet处理器芯片是先进制造工艺的‘补充’,而不是替代品。”
“其目标还是在成本可控情况下的异质集成。”清华大学集成电路学院院长吴华强也表示,“Chiplet不是先进芯片制造的替代品,但它们可能有助于中国建立‘战略缓冲区’,提高本地的性能和计算能力,以制造用于数据中心服务器芯片。”
对于步伐缓慢摩尔定律来说,Chiplet或许是“救世主”。
对于我国的半导体产业来说,它是新机遇,却并非是“救世主”。
前路浩荡,仍需脚踏实地,万事尽可期。
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