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來源：鎂客網(wǎng) 深冬的寒意遠(yuǎn)未褪去，但“中國芯”已迎來新的暖流。 12月16日，醞釀已久的中國《小芯片接口總線技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，正式通過了工信部中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會的審定，并已在當(dāng)天舉辦的“第二屆中國互連技術(shù)與產(chǎn)業(yè)大會”上向世界發(fā)布。這對中國芯片產(chǎn)業(yè)而言，無疑是在近期激烈的全球競爭中，迎來的最重要的一項利好。 鎂客網(wǎng)注意到，《小芯片接口總線技術(shù)要求》是首個中國集成電路領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)和專家共同主導(dǎo)制定的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，同時也是中國首個原生Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在后摩爾時代已然來臨的今天，對于中國集成電路產(chǎn)業(yè)延續(xù)“摩爾定律”，突破先進(jìn)制程工藝限制具有重要意義。 從全球來看，毫無疑問，Chiplet（小芯片）是今年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中絕對的熱詞。科技巨頭下場、風(fēng)險資本涌入，各國政府關(guān)注。在國外企業(yè)“抱團(tuán)取暖”，以及全球芯片產(chǎn)業(yè)的“亂戰(zhàn)”的今天，Chiplet已然成為世界芯片產(chǎn)業(yè)的焦點和新的機(jī)會。那么，為何Chiplet如此重要？其對中國芯片產(chǎn)業(yè)的意義在哪？《小芯片接口總線技術(shù)要求》的發(fā)布意味著什么？具體又將給中國企業(yè)帶來哪些助益？ 一、小芯片，大意義 何為Chiplet（小芯片）？ 從最淺顯的硬件形態(tài)來看，相對于傳統(tǒng)芯片是單獨的一個完整整體，Chiplet則更像是一塊組合積木：其將數(shù)個小型芯片通過封裝技術(shù)拼裝成一塊大芯片，有點像我們平常見到的樂高玩具；從芯片發(fā)展歷史的角度看，在后摩爾時代，Chiplet是持續(xù)提高芯片集成度和芯片算力的重要途徑。簡言之，Chiplet既是芯片“模塊化”的設(shè)計方法，也是異構(gòu)集成的封裝技術(shù)，更是一種摩爾定律趨緩下的半導(dǎo)體工藝發(fā)展方向。 在整個芯片大家庭里，小芯片堪稱“年齡最小”的后起之秀。2015年，美滿電子科技(Marvell)公司印尼華僑周秀文博士首次提出了模塊化芯片（MoChi）的概念，這一概念可以視為小芯片的雛形；2018年，芯片巨頭AMD率先在服務(wù)器CPU上率先使用了Chiplet設(shè)計，為整個業(yè)界了解和研發(fā)Chiplet推開了第一道門。 真正讓世界意識到小芯片“火了”的時間節(jié)點是今年。2022年，幾乎所有與芯片業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)的巨頭企業(yè)都開始“下場”：3月份，包括英特爾、AMD、Arm和臺積電在內(nèi)的十家巨頭企業(yè)，聯(lián)合發(fā)起一項瞄準(zhǔn)Chiplet的新互連標(biāo)準(zhǔn)UCIe；同月，蘋果在春季新品發(fā)布會上公開了其利用小芯片技術(shù)，將兩枚M1 Max芯片“粘連”在一起打造的頂級電腦芯片M1 Ultra；8月，在美國《2022年芯片與科學(xué)法案》中，小芯片也被再次提及，美國總統(tǒng)科學(xué)技術(shù)顧問委員會（PCAST）“倡議建立Chiplet平臺”。 從籍籍無名到被迅速追捧，Chiplet的優(yōu)勢究竟在哪里？ 在與媒體交流中，中科院計算所研究員，中國計算機(jī)互連技術(shù)聯(lián)盟（CCITA）秘書長，無錫芯光互連技術(shù)研究院院長郝沁汾告訴記者，盡管Chiplet目前還不能替代以光刻機(jī)的演進(jìn)為主要方向的傳統(tǒng)集成電路的技術(shù)路線，但在一些特定的場景下，Chiplet設(shè)計方式結(jié)合成熟制程工藝，已經(jīng)可以“小于等于”先進(jìn)制程工藝。“對于像數(shù)據(jù)中心等一些對芯片功耗和面積的要求并不高的場景，Chiplet是可以用來解決一些先進(jìn)工藝不足的難題的。” 也正是在這樣堪稱突破性的優(yōu)勢下，小芯片的市場前景一片光明。據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)Omdia的報告顯示，到2024年，小芯片的市場規(guī)模將達(dá)到58億美元，到2035年有望快速增長至570億美元，市場前景極為可觀。 二、中國芯，中國標(biāo)準(zhǔn) 無規(guī)矩，不成方圓。 對于芯片產(chǎn)業(yè)而言，建立一個優(yōu)質(zhì)的生態(tài)離不開必要標(biāo)準(zhǔn)的制定。正如上文所提，由英特爾等巨頭公司牽頭建立的UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express，通用芯粒高速互連標(biāo)），就志在解決互連接口的標(biāo)準(zhǔn)問題。 但很明顯，在全球芯片產(chǎn)業(yè)“亂戰(zhàn)”的大背景下，UCle是否能給中國芯片企業(yè)帶來足夠多的幫助仍需時間驗證。在這種情況下，中國急需屬于自己的原生Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 中國計算機(jī)互連技術(shù)聯(lián)盟（CCITA）秘書長郝沁汾對記者表示，在國內(nèi)研發(fā)先進(jìn)制程受到客觀影響的大背景下，企業(yè)對于屬于中國的Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的訴求是比較強(qiáng)烈的。 “從目前的實際情況來看，Chiplet在中國比在美國更‘熱’，有更多的中國本土廠商希望去應(yīng)用這種技術(shù)。大家都覺得Chiplet是未來的技術(shù)趨勢和必然選擇，不少廠商都對這種設(shè)計抱有訴求。 我們已經(jīng)注意到包括初創(chuàng)企業(yè)在內(nèi)的芯片廠商，包括AI芯片、CPU芯片和DPU芯片等方向，都把推進(jìn)Chiplet列入了自己的工作日程當(dāng)中。預(yù)計未來3~5年，我們將可以看到大量用Chiplet的方式去設(shè)計芯片的國產(chǎn)廠商。我們推動的這個標(biāo)準(zhǔn)《小芯片接口總線技術(shù)要求》，也是希望未來能夠被更多更廣泛的企業(yè)來使用，目前看已經(jīng)有幾家IP廠商支持了我們的小芯片標(biāo)準(zhǔn)。” 郝沁汾對媒體表示，對于小芯片接口標(biāo)準(zhǔn)的制定始于2020年6月，目前已經(jīng)集結(jié)了國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈上下游六十多家單位共同參與研究。從內(nèi)容上看，《小芯片接口總線技術(shù)要求》這項標(biāo)準(zhǔn)描述了多種應(yīng)用場景的小芯片接口總線（Chiplet）技術(shù)要求，包括總體概述、接口要求、鏈路層、適配層、物理層和封裝要求等，以靈活應(yīng)對不同的應(yīng)用場景、適配不同能力的技術(shù)供應(yīng)商。 但技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的出臺，不能只是擱置一邊的一紙空文。郝沁汾告訴記者，目前來看：“國際上的某些標(biāo)準(zhǔn)還處在‘紙面熱鬧’的狀態(tài)，并沒有多少企業(yè)去使用。 《小芯片接口總線技術(shù)要求》 剛發(fā)布，今明年的主要工作就是能夠做好技術(shù)驗證，我們已經(jīng)聯(lián)系了幾家本土廠商，一起聯(lián)合來做驗證，爭取要把我們自己現(xiàn)在做的這個標(biāo)準(zhǔn)要能盡快用上。” 三、合作共贏，腳踏實地 據(jù)悉，目前國際上基于Chiplet架構(gòu)的芯片設(shè)計尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。目前能夠獨自完成芯片整體的架構(gòu)設(shè)計、處理其中并行或者串行物理層接口、具備先進(jìn)封裝能力的只有技術(shù)底蘊雄厚的intel公司。 那么，中國的《小芯片接口總線技術(shù)要求》與由intel領(lǐng)銜制定的UCIe可以被視為一種競爭關(guān)系嗎？郝沁汾認(rèn)為，答案是否定的。 “我們并不是一種競爭關(guān)系，兩個標(biāo)準(zhǔn)之間并不是‘有你沒我’這樣的結(jié)果。一方面，UCIe所瞄準(zhǔn)的是全球化的設(shè)計行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，而《小芯片接口總線技術(shù)要求》當(dāng)前更多關(guān)注的是希望為本土芯片企業(yè)的發(fā)展帶來助力，向世界的發(fā)展是未來的規(guī)劃；另外，在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的設(shè)計上，兩者之間也有自身的偏重。《小芯片接口總線技術(shù)要求》更偏重chiplet本身的設(shè)計內(nèi)容，UCIe的內(nèi)容還體現(xiàn)了intel對數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的設(shè)想。 當(dāng)然，一些IP廠商也希望《小芯片接口總線技術(shù)要求》能夠與UCIe兼容，對于我們來說，考慮《小芯片接口總線技術(shù)要求》與UCIe在物理層上的兼容也是我們下一步工作的方向之一，來降低IP廠商支持多種chiplet標(biāo)準(zhǔn)的成本。所以本質(zhì)上，兩者之間并非競爭關(guān)系。” 記者注意到，從自身的發(fā)展來看，在后摩爾時代，技術(shù)的快速迭代注定了：今天制定的標(biāo)準(zhǔn)，必然面臨著更新是否及時的考驗。郝沁汾告訴記者，對《小芯片接口總線技術(shù)要求》而言，后續(xù)也有自己的安排。 “從把Chiplet作為一個接口標(biāo)準(zhǔn)的角度來看，第一，它不一定要跟著芯片產(chǎn)品一代一代的去改變，它也可以支持幾代的產(chǎn)品； 第二，小芯片接口有自己的發(fā)展的脈絡(luò)和節(jié)奏。《小芯片接口總線技術(shù)要求》主要是對包含鏈路層和物理層的接口里的關(guān)鍵內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行定義，相對上層的應(yīng)用，是通用的。所以，我覺得可能在兩三年之內(nèi)，大的東西不會去改變，主要精力還是放在應(yīng)用的推動上。當(dāng)然如果很多下一代的產(chǎn)品出了訴求，我們也會在下一代標(biāo)準(zhǔn)的制定過程當(dāng)中充分的考慮這個事情。從這個角度上來說，短期之內(nèi)不會去做大的改變。” 可以確認(rèn)的是，Chiplet正在為中國集成電路產(chǎn)業(yè)帶來了更多的發(fā)展機(jī)遇。《小芯片接口總線技術(shù)要求》的發(fā)布，則為中國芯片企業(yè)的順利發(fā)展起到了“指路”的重要作用。如果說我們對先進(jìn)制程的“彎道超車”目前仍然是一個夢想，《小芯片接口總線技術(shù)要求》則是實實在在提速了“中國芯”。 |
