作者:芯光犬
排版:RedCandy
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小芯片设计逐渐

成为处理器行业的主流

Chiplet(小芯片)技术今年就备受关注,目前AMD已经在自家的锐龙系列处理器和Radeon系列显卡上使用小芯片设计,英特尔也计划在14代酷睿上引入小芯片设计,且还合作制定了小芯片标准UCIe。
目前,小芯片玩家主要集中于国外,包括上述的AMD、英伟达等。在国际巨头的引领下,国内厂商也开始发力,比如华为、中兴等。小芯片发展迅速。但国内还处于起步阶段。
芯片概念图     图源:百度

什么是“小芯片”?

芯粒英文是Chiplet,是指预先制造好、具有特定功能、可组合集成的晶片(Die),Chiplet也有翻译为“小芯片”,中科院计算所韩银和等2020年时建议将Chiplet翻译为“芯粒”。
小芯片技术其实是将不同功能的芯片封装成模组,每一个小芯片负责对应功能,从而构成完整的SOC。
相比“大芯片”,小芯片的良率更高,而且不同芯片可以选择不同工艺制程,成本也更低。
中科院计算所     图源:百度

小芯片的小小发展史

2010年,蒋尚义先生提出连接两颗芯片的方法,区别于传统封装,定义为先进封装 。
2015年Marvell创始人之一周秀文(Sehat Sutardja)博士曾提出Mochi(Modular Chip,模块化芯片)架构的概念,这是芯粒早期雏形 。AMD率先将芯粒技术大规模应用于商业产品。
➢ 2019年,国内华为等公司也在产品中使用芯粒技术。
➢ 2022年基金委双清论坛上,孙凝晖院士、刘明院士、蒋尚义先生等讨论提出了“集成芯片”概念,也是对芯粒集成芯片的概括和定义。
总结来说,小芯片技术是一种芯片“模块化”的设计方法,也是异构集成的封装技术。
蒋尚义先生     图源:百度

团体标准是中国首个

小芯片(Chiplet)技术标准

国内也积极布局。12月16日,在第二届中国互连技术与产业大会上,《小芯片接口总线技术要求》团体标准已经通过了工信部中国电子工业标准化技术协会的审定,并且向世界发布。
该标准由中国集成电路领域相关企业和专家共同主导并指定。这标志着我国正在逐步摆脱对进口芯片的依赖,从单一依靠进口设备向自主创新转变。
同时,该标准的实施也为国内芯片厂商提供了良好的契机,国产芯片有望打破国外垄断,加速国产化进程。
小芯片应用前景广阔。小芯片可广泛应用于消费电子产品、通讯产品、汽车电子系统等方面。
《小芯片接口总线技术要求》    图源:百度

对国产芯片有着深远影响

从全球情况来看,世界各地的科技巨头纷纷入局,无疑让小芯片成为了世界芯片产业的焦点和新的机会。
虽然目前我国虽然还没有完全实现光刻技术与传统工艺技术并行发展,但随着近年来国家对于半导体国产化政策扶持力度加大,半导体设备厂商也开始布局Chiplet市场,如北方华创、中微公司等都已经推出了基于Chiplet工艺平台的产品。
随着Chiplet在芯片制造领域的应用不断增多,其对传统的光刻机、刻蚀设备以及离子注入等一系列设备都提出了更高的要求。
Chiplet作为延续摩尔定律的一种新型芯片设计形式,显然被赋予了促进中国半导体别开生面的新期待。
北方华创生产车间     图源:百度

通富微电已大规模量产

领先业界

2022年8月,封测板块更是凭借Chiplet技术领涨半导体产业。其中,国内封测龙头通富微电更是因具备Chiplet量产能力,受到市场的广泛关注。
通富微电2022半年报显示,公司在多芯片组件、集成扇出封装、2.5D/3D等先进封装技术方面均提前布局,为客户提供多样化的Chiplet封装解决方案。
目前,公司已经开始大规模量产Chiplet产品。而且多家半导体头部厂商都已加快在Chiplet领域的布局。
根据研究机构Omdia预测,到2024年,Chiplet的市场规模将达到58亿美元,2035年则超过570亿美元,Chiplet的全球市场规模将迎来快速增长。
通富微电公司     图源:百度

芯光社专家观点

Chiplet目前的发展水平,相对于INTEL和AMD主流最高精尖CPU、GPU的数字芯片,技术和工艺上都存在明显差距。目前使用Chiplet组装大芯片,本质是通过牺牲芯片尺寸和性能,让成本大幅降低。
我们甚至可以畅想,如果Chiplet模式被广泛接受并发展起来,则会对我国芯片行业的生态会产生深远影响,各个模块会交由更多小型芯片公司设计,通过更专业,成本更低、更灵活的方式完成,会催生一大批小型的芯片设计公司加入这一生态,并快速成长,还将带动相关产业链上下游企业共同参与到整个产业中去,促进我国芯片制造向高端制程迈进。
Chiplet技术概念图     图源:百度
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