Chiplet：中國和其他國家的未來之路

不久前，路透社的一篇文章提到硅谷初創(chuàng)公司zGlue出售了其chiplet技術專利，該專利最終落入了深圳的一家初創(chuàng)公司奇普樂(Chipuller)的專利組合，互聯(lián)網上掀起了對中國chiplet的熱烈討論，多家外媒也對此進行了報道。

什么是“Chiplet”?

Chiplet技術是一種替代單片芯片的模塊化方法。芯片被分成多個小芯片，每個小芯片都有自己的功能和用途。然后，這些小芯片被組裝和連接起來，形成一個小芯片上的系統(tǒng)，而并非典型的片上系統(tǒng)(SoC)。模塊化方法的優(yōu)點是減少了開發(fā)時間和成本，縮短了上市時間，提高了靈活性，但是它也增加了封裝和測試的復雜性。用于組裝基于chiplet的封裝的關鍵設備包括具有芯片對芯片、芯片對晶圓和/或晶圓對晶圓功能的鍵合工具。

Chiplet在中國

2020年9月，美國對中國中芯國際實施出口禁令，這推動了中國chiplet產業(yè)聯(lián)盟的成立。該聯(lián)盟聯(lián)合國內IP 廠商、領先封裝廠商、領先系統(tǒng)與應用廠商，封裝、測試和組裝廠商與封裝、測試和組裝行業(yè)的供應商以及IC基板制造商來協(xié)調成本控制和商業(yè)可行性。(來源:電子時報)。該聯(lián)盟還發(fā)布了《芯?；ヂ?lián)接口標準》——ACC 1.0（Advanced Cost-driven Chiplet Interface 1.0）。

來源：中國chiplet產業(yè)聯(lián)盟

2022年8月，壁仞 BR100(通用GPU)的性能超過了英偉達 A100，其規(guī)格已在Hot Chips 34上公布。BR100由兩個chiplets組成，基于臺積電7nm工藝，以及2.5D CoWoS（chip-on-wafer-on-substrate）封裝技術；由于美國施加的限制，臺積電已暫停為壁仞提供該技術。

目前的中美爭端凸顯了Chiplet技術的重要性，但它已被一些關鍵行業(yè)參與者使用多年，是人工智能、物聯(lián)網和自動駕駛背后的主要推動力，這確保了未來20年Chiplet的強勁增長。微軟、谷歌、英特爾、臺積電和其他公司一直在努力制定一個互連標準，如通用芯?；ミB技術(UCIe)，這將使來自不同制造商的晶片能夠輕松集成到一個封裝中。

Chiplet是摩爾定律的延續(xù)，器件的微縮變得更加困難，掩膜版和晶片尺寸正在接近其最大極限。正如戈登·摩爾預言：“事實證明，用單獨封裝和互連的較小功能構建大型系統(tǒng)可能更具經濟效益。”

TechInsights發(fā)現(xiàn)了什么?

Chiplet利用先進的封裝互連技術，將大型多功能單硅晶片拆分成多個單一用途的專用晶片。近十年來，TechInsights一直在積極跟蹤邏輯細分市場中基于Chiplet的器件，我們最早分析了Xilinx 580T FPGA，該FPGA具有兩個FPGA晶片和一個中間層互連。近年來，TechInsights分析了來自英特爾、蘋果和AMD等幾家制造商的chiplet架構器件。

英特爾的嵌入式多芯片互連橋接(EMIB)是一種封裝內高密度互連異構芯片的方法，可實現(xiàn)多芯片多核處理器所需的高帶寬通信。英特爾還推出了Foveros封裝技術，該技術提供了更大的能力來混合和匹配處理器組件與最佳的制造工藝。

臺積電還展示了其硅橋解決方案，TechInsights分析了其最近的集成扇出本地硅互連(InFO-L或InFO-LSI)蘋果封裝，并發(fā)現(xiàn)CoWoS-L采用類似概念。此外，臺積電的系統(tǒng)集成芯片(SoIC)采用鍵合技術，可以將不同芯片尺寸、功能和節(jié)點技術的已知優(yōu)質芯片進行異構集成，這些芯片與現(xiàn)有的CoWoS和InFO方案完全兼容。Techinisights最近分析了AMD的Ryzen 7和Ryzen 9處理器，它們使用臺積電的SoIC先進封裝技術將緩存芯片與基于芯片的封裝中的計算芯片互連起來。

矽品(SPIL)也有利用嵌入式橋式芯片的先進封裝技術。TechInsights最近分析的一款AMD設備顯示，在一個封裝中使用了四個橋接芯片來實現(xiàn)chiplet設計。