10月18日，市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu) IDTechEx 發(fā)布的最新預(yù)測(cè)報(bào)告顯示，預(yù)計(jì)到2035年，全球基于Chiplet（小芯片）設(shè)計(jì)的服務(wù)器、電信、個(gè)人電腦、移動(dòng)電話和汽車(chē)芯片市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 4110 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá) 14.7%。
報(bào)告稱(chēng)，在快速發(fā)展的半導(dǎo)體世界中，Chiplet 技術(shù)正在成為一種突破性的方法，可解決傳統(tǒng)單片系統(tǒng) （SoC） 設(shè)計(jì)面臨的許多挑戰(zhàn)。隨著摩爾定律的放緩，半導(dǎo)體行業(yè)正在尋求創(chuàng)新的解決方案，以提高性能和功能，而不僅僅是增加晶體管密度。Chiplet 提供了一條有前途的前進(jìn)道路，為芯片設(shè)計(jì)和制造提供了靈活性、模塊化、可定制性、效率和成本效益。
AMD 和 Intel 等公司一直處于這項(xiàng)技術(shù)的前沿，AMD 的 EPYC 處理器和 Intel 的 Ponte Vecchio 數(shù)據(jù)中心 GPU 等產(chǎn)品展示了Chiplet在增加內(nèi)核數(shù)量和集成各種功能方面的潛力。
Chiplet 是分立的模塊化半導(dǎo)體元件，在集成到更大的系統(tǒng)之前是單獨(dú)設(shè)計(jì)和制造的。這種方法類(lèi)似于模塊上的 SoC，其中每個(gè)chiplet都設(shè)計(jì)為與其他chiplet協(xié)同工作，因此需要在設(shè)計(jì)中進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化。Chiplet 的模塊化與關(guān)鍵的半導(dǎo)體趨勢(shì)保持一致，例如 IP Chiplet化、集成異構(gòu)性和 I/O 增量化。Chiplet 還與異構(gòu)集成和高級(jí)封裝有關(guān)。
為什么 Chiplet 越來(lái)越受歡迎？
摩爾定律的放緩使得在有限區(qū)域內(nèi)添加更多晶體管變得越來(lái)越困難。相反，重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到提高函數(shù)密度上，這是Chiplet設(shè)計(jì)擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。與此同時(shí)，開(kāi)發(fā)工作越來(lái)越集中在系統(tǒng)級(jí)集成上，而不僅僅是晶圓制造。
Chiplet技術(shù)的采用是因?yàn)樗軌蚪鉀Q傳統(tǒng)單片芯片設(shè)計(jì)中固有的幾個(gè)關(guān)鍵限制。一個(gè)優(yōu)勢(shì)是它能夠克服光罩尺寸和內(nèi)存壁等限制，這些限制傳統(tǒng)上會(huì)阻礙半導(dǎo)體設(shè)備的性能和可擴(kuò)展性。通過(guò)將芯片功能模塊化為離散的Chiplet，制造商可以更有效地優(yōu)化半導(dǎo)體材料和加工節(jié)點(diǎn)的使用。此外，Chiplet可以更好地利用晶圓角空間，并降低芯片缺陷率，這在傳統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)中往往沒(méi)有得到充分利用，尤其是在需要更多功能的大型 SoC 中。分立元件在集成之前可以單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。因此，制造產(chǎn)量增加，從而提高產(chǎn)出質(zhì)量并降低單位成本。此外，Chiplet有助于實(shí)現(xiàn)更靈活的設(shè)計(jì)過(guò)程，無(wú)需全新的芯片設(shè)計(jì)即可集成針對(duì)特定應(yīng)用量身定制的各種功能。這種靈活性不僅減少了開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本，而且還允許快速適應(yīng)不斷變化的技術(shù)需求。
Chiplet的性質(zhì)允許制造商從不同地區(qū)的多個(gè)供應(yīng)商處采購(gòu)不同的零件。這種多元化減少了對(duì)任何單一供應(yīng)商或地理區(qū)域的依賴(lài)，從而增強(qiáng)了供應(yīng)鏈的彈性。在地緣政治緊張局勢(shì)和貿(mào)易限制的背景下，Chiplet技術(shù)通過(guò)降低與供應(yīng)中斷相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)提供戰(zhàn)略?xún)?yōu)勢(shì)。通過(guò)采用Chiplet設(shè)計(jì)，公司可以更有效地應(yīng)對(duì)這些限制，確保關(guān)鍵組件的穩(wěn)定供應(yīng)，而不會(huì)嚴(yán)重依賴(lài)受政治不穩(wěn)定或貿(mào)易制裁影響的地區(qū)。
總的來(lái)說(shuō)，這些因素使Chiplet技術(shù)成為尋求提高性能同時(shí)保持經(jīng)濟(jì)效率的制造商的有吸引力的選擇。
全球Chiplet市場(chǎng)正在經(jīng)歷顯著增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到 2035 年將達(dá)到 4110 億美元，這是在數(shù)據(jù)中心和 AI 等行業(yè)的高性能計(jì)算需求的推動(dòng)下。Chiplet的模塊化特性允許快速創(chuàng)新和定制，滿足特定的市場(chǎng)需求，同時(shí)減少開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本。
雖然Chiplet具有許多優(yōu)勢(shì)，但它們也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。多個(gè)Chiplet的集成需要先進(jìn)的互連技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，以確保組件之間的無(wú)縫通信。熱管理是另一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，因?yàn)槿绻芾聿划?dāng)，功能密度增加會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱。這些挑戰(zhàn)為供應(yīng)鏈中的各種參與者帶來(lái)了機(jī)會(huì)。例如，Chiplet設(shè)計(jì)中封裝的不同區(qū)域需要不同類(lèi)型的底部填充材料來(lái)滿足特定需求，例如保護(hù)芯片本身，提供機(jī)械支撐和熱穩(wěn)定性，以及保護(hù)連接Chiplet的精密導(dǎo)線和焊球，防止分層或分離等問(wèn)題。這就產(chǎn)生了對(duì)提高可靠性和性能的創(chuàng)新材料的需求。
編輯：芯智訊-浪客劍
