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來源: 第一財經(jīng)資訊 隨著半導(dǎo)體制程不斷逼近物理極限，越來越多研究機構(gòu)和芯片廠商開始嘗試通過Chiplet技術(shù)，將多個滿足特定功能的芯粒單元通過die-to-die互聯(lián)技術(shù)與底層基礎(chǔ)芯片封裝在一起，形成一個系統(tǒng)級芯片，以實現(xiàn)一種新形式的IP復(fù)用，并提高芯片的性能和集成度。 那么，Chiplet技術(shù)目前處于什么階段？未來有哪些發(fā)展空間？它將如何影響產(chǎn)業(yè)的發(fā)展？圍繞這些話題，第一財經(jīng)近日專訪了奇異摩爾聯(lián)合創(chuàng)始人、產(chǎn)品及解決方案副總裁祝俊東。 國內(nèi)Chiplet生態(tài)處于第二階段 Chiplet并非新技術(shù)，早在20年前，IBM就開始涉足這一領(lǐng)域，大規(guī)模商用則開始于2015年左右。 “Chiplet能夠大規(guī)模應(yīng)用的根本原因，一是摩爾定律放緩，依靠制程提升所帶來的性能進步在縮小；二是行業(yè)對芯片性能的要求越來越高。芯片越做越大，給技術(shù)、成本、良率帶來了巨大的挑戰(zhàn)。”祝俊東表示，“Chiplet能在保持、甚至提升性能的前提下，把大芯片變小。” 科技研究機構(gòu)Omdia預(yù)計，在制造過程中使用Chiplet的新器件的全球市場規(guī)模將在2024年擴大到58億美元，比2018年的6.45億美元增長9倍；到2035年，其市場規(guī)模將達570億美元。 按照使用場景劃分，當前 Chiplet 主要應(yīng)用在對性能要求較高的領(lǐng)域，如服務(wù)器處理器芯片、人工智能加速芯片、通信芯片、車規(guī)級芯片、移動與桌面處理器芯片、晶圓級處理器芯片。 “近幾年，以AMD、英特爾、英偉達為首的大廠，不斷拓展Chiplet的應(yīng)用領(lǐng)域，并挑戰(zhàn)高性能處理器的算力極限。GTC2024上，英偉達最新發(fā)布的Blackwell芯片，其實也是采用Chiplet技術(shù)把兩顆計算芯片連在一起。如今Chiplet在網(wǎng)絡(luò)端、車規(guī)芯片、數(shù)據(jù)中心、高性能邊緣端等領(lǐng)域都實現(xiàn)了大規(guī)模的應(yīng)用。”祝俊東表示，需求最大的還是數(shù)據(jù)中心。此前曾有機構(gòu)預(yù)測，2024年Chiplet數(shù)據(jù)中心應(yīng)用占有率會達到40%，就我的個人感受而言，目前Chiplet的實際占有率遠超過這個數(shù)字。” 除了應(yīng)用越來越廣泛以外，Chiplet生態(tài)也在發(fā)生變化。祝俊東認為，Chiplet生態(tài)的發(fā)展主要分為三個階段： 第一階段為封閉生態(tài)，企業(yè)完全通過自身Chiplet技術(shù)設(shè)計自有產(chǎn)品； 第二階段為半開放生態(tài)，企業(yè)開始接受第三方Chiplet技術(shù)，或第三方芯粒來構(gòu)建芯片產(chǎn)品； 第三階段為開放生態(tài)，即市場上出現(xiàn)大量通過Chiplet技術(shù)提供芯片功能單元的廠商，并具備多樣化的工具和成熟、廣泛的產(chǎn)業(yè)鏈支持，企業(yè)可依據(jù)自身需求采購Chiplet單元，構(gòu)建自身的芯片。 “目前國內(nèi)的Chiplet生態(tài)處于第二階段‘半開放生態(tài)’。進入第二階段的核心標志，一是大量產(chǎn)品開始采用Chiplet技術(shù)，二是行業(yè)中誕生了一些專門從事Chiplet的企業(yè)，無論是提供特定芯粒，還是將已有芯片產(chǎn)品中的某些功能模塊（芯粒）單獨分離出來，以獨立的Chiplet形式提供給其他企業(yè)使用。奇異摩爾就在此列。”祝俊東表示，國內(nèi)進入第二階段的速度較海外更快，但到達第三階段可能還需要一定時間。” 先進封裝是基礎(chǔ)，最大挑戰(zhàn)仍在設(shè)計端 除提升性能外，相比主流系統(tǒng)級單芯片（SoC），Chiplet還具備降低成本的核心優(yōu)勢，包括研發(fā)成本和量產(chǎn)成本。 Chiplet的優(yōu)勢在于可復(fù)用性和靈活性，如在公司自研的其他產(chǎn)品中復(fù)用，或采用第三方芯粒減少自身的研發(fā)周期和研發(fā)成本。“相比SoC，Chiplet至少可以降低20%~30%的研發(fā)成本。特別是當應(yīng)用行業(yè)趨于碎片化，芯片的生命周期和銷量在縮小，應(yīng)用范圍也在變窄，對研發(fā)成本提出了更高的要求。”祝俊東表示。 在量產(chǎn)成本方面，Chiplet技術(shù)通過將大芯片拆分成多個小芯粒，可以顯著提高量產(chǎn)良率，進而降低量產(chǎn)成本。此外，Chiplet技術(shù)無需像SoC那樣采用統(tǒng)一的制程。企業(yè)可以選擇僅在核心計算芯粒上使用先進制程，在其他功能電路部分采用成熟制程的策略，進一步降低量產(chǎn)成本。 不過，由于Chiplet芯片需基于先進封裝，其封裝成本較SoC有所提升。“傳統(tǒng)封裝約占據(jù)芯片量產(chǎn)成本10%，先進封裝則普遍要占到30%甚至更多。但綜合來看，Chiplet還是降低了芯片的研發(fā)和量產(chǎn)成本。同時，隨著先進封裝技術(shù)的進步，未來封裝成本也有望降低。”祝俊東告訴第一財經(jīng)。 Chiplet芯片與SoC是芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩條路徑，Chiplet的發(fā)展對于封裝、IP廠都會造成一定影響。 “Chiplet的發(fā)展會為封裝行業(yè)迎來利好，也會帶來挑戰(zhàn)。Chiplet對先進封裝的需求顯著提升了封裝在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的價值和地位；先進封裝相較于傳統(tǒng)封裝具有更高的毛利率；但另一方面，先進封裝的技術(shù)更復(fù)雜，門檻更高，研發(fā)和設(shè)備的投入也會相應(yīng)增加。”祝俊東表示。 此外，Chiplet的發(fā)展也為IP廠商提供了更多機會。Chiplet技術(shù)需要片內(nèi)互聯(lián)，催生了大量的新IP需求，如die-to-die接口IP和部分測試IP。同時，由于Chiplet相對更復(fù)雜，對IP設(shè)計服務(wù)（IP service）的需求也顯著增加。 先進封裝雖是Chiplet的技術(shù)基礎(chǔ)，但在祝俊東看來，行業(yè)最大的挑戰(zhàn)仍然在設(shè)計端。“SoC是把一個系統(tǒng)放在一個芯片里，但Chiplet不同。隨著Chiplet集中度越來越高，會有更多芯粒加入系統(tǒng)里。如何拆解系統(tǒng)，如何把功能單元拆分開并高效的連接在一起，如何兼顧對軟硬件的影響、封裝端的制約，才是行業(yè)最大的難點，這也是奇異摩爾所致力的。” |
