國內(nèi)首個原生Chiplet技術(shù)標準發(fā)布！彎道超車再次加速

國內(nèi)首個原生Chiplet技術(shù)標準發(fā)布

在經(jīng)歷將近一年的漫長等待后，中國自己的“小芯片”標準終于有了實質(zhì)性進展。

繼2021年Chiplet標準立項之后，在2022年12月16日“第二屆中國互聯(lián)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)大會”上，首個由中國集成電路領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)和專家共同主導(dǎo)制定的《小芯片接口總線技術(shù)要求》團體標準正式通過工信部中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會的審定并發(fā)布。

這是中國首個原生集成電路Chiplet技術(shù)標準，對中國集成電路產(chǎn)業(yè)延續(xù)“摩爾定律”，突破先進制程工藝限制，探索先進封裝工藝技術(shù)具有重要意義。作為突破摩爾定律限制的重要技術(shù)思路，Chiplet可以有效地平衡芯片效能、成本以及不良率之間的關(guān)系，一度成為半導(dǎo)體廠商們競逐的方向。不過，Chiplet要實現(xiàn)更大范圍內(nèi)的應(yīng)用，就需要混合來自多家芯片廠商或多個工藝節(jié)點的裸片，可能會涉及多家各種功能芯片的設(shè)計、互連、接口。正是由于缺少統(tǒng)一的標準，Chiplet發(fā)展阻礙重重。

而上述標準的制定，旨在為中國半導(dǎo)體廠商在Chiplet領(lǐng)域的發(fā)展制定相對統(tǒng)一的標準，提高來自不同制造商的小芯片之間的互操作性。

后摩爾時代的機遇

近幾十年來，芯片制造工藝基本按摩爾定律發(fā)展，單位面積芯片可容納晶體管數(shù)目大約每18個月增加一倍，芯片性能與成本均得到改善。但隨著工藝迭代至7nm、5nm、3nm及以下，先進制程的研發(fā)成本及難度提升，開發(fā)先進制程的經(jīng)濟效益逐漸受到質(zhì)疑。

Chiplet模式將芯片的不同功能分區(qū)制作成裸芯片，再通過先進封裝的形式以類似搭積木的方式實現(xiàn)組合，通過使用基于異構(gòu)集成的高級封裝技術(shù)，使得芯片可以繞過先進制程工藝，通過算力拓展來提高性能并減少成本、縮短生產(chǎn)周期。

總的來說，Chiplet是一種將多種芯片（如I/O、存儲器和IP核）在一個封裝內(nèi)組裝起來的高性能、成本低、產(chǎn)品上市快的解決方案。而高性能計算需求推動Chiplet市場空間激增，根據(jù)Gartner預(yù)測，基于Chiplet方案的半導(dǎo)體器件收入將在2024年達到505億美元左右，2020—2024年間CAGR（復(fù)合增長率）達98%，而用于服務(wù)器的器件銷售收入為占比最大的應(yīng)用終端，在2024年達到約33%。

巨頭涌入“小芯片”賽道

出色的市場前景下，臺積電、英特爾、三星等多家公司紛紛布局Chiplet，創(chuàng)建了自身的Chiplet生態(tài)系統(tǒng)。從行業(yè)層面看，AMD、ARM、Google云、Meta、微軟、高通等行業(yè)巨頭在閱讀2022年3月共同成立行業(yè)聯(lián)盟，正式推出通用Chiplet的標準規(guī)范“UCIe”。

具體產(chǎn)品方面，華為于2019年推出基于Chiplet技術(shù)的7nm鯤鵬920處理器。AMD2022年3月推出基于臺積電3DChiplet封裝技術(shù)的第三代服務(wù)器處理芯片，蘋果推出采用臺積電CoWos-S橋接工藝的M1Ultra芯片。

英特爾公司高級副總裁、中國區(qū)董事長王銳在2022世界集成電路大會上表示，Chiplet技術(shù)是產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)效率進一步優(yōu)化的必然選擇?！安坏岣咝酒圃炝计仿?，利用最合適的工藝滿足數(shù)字、模擬、射頻、I/O等不同技術(shù)需求，而且更將大規(guī)模的SOC按照不同的功能，分解為模塊化的芯粒，減少重復(fù)的設(shè)計和驗證環(huán)節(jié)，大幅度降低設(shè)計復(fù)雜程度，提高產(chǎn)品迭代速度?！?/p>

AMD高級副總裁兼首席技術(shù)官MarkPapermaster也表示，“摩爾定律并未放緩或消失，并且在可預(yù)見的未來，CPU和GPU會越來越好。不過，要保持這一切，其成本將會越來越高，迫使創(chuàng)新的解決方案開始流行，如小芯片設(shè)計（Chiplet）?！?/p>

顯然，在Chiplet產(chǎn)業(yè)有望崛起這件事情上，半導(dǎo)體巨頭的認知基本是一致的，而巨頭的認可也有助于Chiplet產(chǎn)業(yè)的落地推廣。

國產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的機遇

對于一直期待能在半導(dǎo)體行業(yè)彎道超車的我國而言，Chiplet趨勢的出現(xiàn)有望給中國帶來新的產(chǎn)業(yè)機會。

作為封測領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)的通富微電在去年的半年報中曾披露：“公司通過在多芯片組件、集成扇出封裝（晶圓級封裝的一種形式）、2.5D/3D等先進封裝技術(shù)方面的提前布局，可為客戶提供多樣化的Chiplet封裝解決方案，并且已為AMD大規(guī)模量產(chǎn)Chiplet產(chǎn)品?！?/p>

長電科技也在去年9月25日于上證e互動回復(fù)投資者稱：“得益于集團全資子公司星科金朋在Chiplet相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域積累的長期量產(chǎn)經(jīng)驗和大量專利，公司目前擁有用于Chiplet封裝的超大尺寸FCBGA（倒裝芯片封裝）封裝技術(shù)能力，多層芯片超薄堆疊及互聯(lián)技術(shù)能力，與極高密度多維扇出型（一種降低尺寸與成本的封裝工藝）異構(gòu)集成技術(shù)能力，正在持續(xù)推進該技術(shù)的生產(chǎn)應(yīng)用和客戶產(chǎn)品的導(dǎo)入?！?/p>