在摩爾定律的指引下,,芯片上集成的晶體管數(shù)量不斷超越人們的想象,芯片性能也不斷升級,,同時成本逐年下降。
但隨著半導體制造工藝的不斷升級,,從7nm,、5nm到3nm等延伸下去,越來越接近物理極限,,而工藝提升所帶來的成本效益也越來越不明顯,,僅靠工藝節(jié)點提升已無法滿足市場需求。如何讓芯片繼續(xù)提升算力同時降低成本,?業(yè)界需要在其他途徑上再想對策,。
Chiplet芯粒技術(shù)就是一個新的探索。
日前,,在IC CHINA 2020的開幕式上,,芯原股份創(chuàng)始人、董事長兼總裁戴偉民詳細解讀了Chiplet芯粒這一新技術(shù),,剖析了Chiplet時下的新機遇,。
Chiplet最早由Marvell創(chuàng)始人周秀文提出,在ISSCC2015上,,周秀文率先提出MoChi(Modular Chip,,模塊化芯片)架構(gòu)的概念,。據(jù)戴偉民介紹,MoChi是許多應用的基準架構(gòu),,包括物聯(lián)網(wǎng),、智能電視、智能手機,、服務(wù)器,、筆記本電腦、存儲設(shè)備等,。
戴偉民認為,,先進工藝中只有22nm、12nm和5nm這三個工藝節(jié)點是“長命節(jié)點”,,其他中間節(jié)點的“壽命”都比較短,。而且,并非每種芯片都需要5nm這樣的尖端工藝,,因為不是每一家公司都能負擔起5nm工藝的成本,,于是Chiplet這種將不同工藝節(jié)點的die混封的新形態(tài)是未來芯片的重要趨勢之一。
據(jù)戴偉民介紹,,目前將Chiplet運用做得最好的是AMD,。在一塊芯片上,CPU用的是7nm工藝,,I/0則使用的是14nm工藝,,與完全由7nm打造的芯片相比成本大約降低了50%。
“AMD是最會做大芯片的公司,,連它都能接受小芯片,,這很好的證明了Chiplet的發(fā)展前景?!贝鱾ッ癖硎?。
戴偉民在演講中還特別強調(diào),封裝和接口對于Chiplet的重要性,。臺積電的CoWoS技術(shù)和英特爾的Foveros 3D立體封裝技術(shù)都為Chiplet的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),接口則代表了標準問題,,芯片拼接在一起需要有一致的互聯(lián)協(xié)議,。所以,戴偉民表示,,何時切入Chiplet領(lǐng)域很關(guān)鍵,,如果過早切入,則沒有標準可以依靠,,設(shè)計好的成品可能會面臨日后的接口不匹配等問題,。
不過,,整體來看,Chiplet給半導體全產(chǎn)業(yè)鏈都帶來了新的機會,。戴偉民指出,,芯片設(shè)計環(huán)節(jié)能夠降低大規(guī)模芯片設(shè)計的門檻;半導體IP授權(quán)商能升級為Chiplet供應商,,提升IP的價值且有效降低芯片客戶的設(shè)計成本,;芯片制造與封裝環(huán)節(jié)能夠增設(shè)多芯片模塊(Multi-Chip Module,MCM)業(yè)務(wù),,Chiplet迭代周期遠低于ASIC,,可提升晶圓廠和封裝廠的產(chǎn)線利用率;標準與生態(tài)環(huán)節(jié),,則能夠建立起新的可互操作的組件,、互連、協(xié)議和軟件生態(tài)系統(tǒng),。例如,,作為IP供應商的芯原提出了IP as a Chip(IaaC)的理念,旨在以Chiplet實現(xiàn)特殊功能IP從軟到硬的“即插即用” ,,解決7nm,、5nm及以下工藝中性能與成本的平衡,并降低較大規(guī)模芯片的設(shè)計時間和風險,。
據(jù)Omdia報告,,2018年Chiplet市場規(guī)模為6.45億美元,預計到2024年會達到58億美元,,2035年則超過570億美元,,Chiplet的全球市場規(guī)模正在井噴式增長。