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总算找到Chiplet热潮下的误解与迷思:是机遇而非救世主
发布日期:2023-03-29 15:53:49  浏览次数:16

即便存在一些争议,这股Chiplet的热潮仍将延续。

眼下,Chiplet俨然已成为二级市场最热门的题材之一。然而每当一个新的热点涌现,免不了引起人们内心的警惕。对Chiplet而言,提出质疑之声是必要的,因为即便是对其有着深刻认识的业内人士,也会在某些概念和对Chiplet的预期上产生分歧。

集微网在与多位业内人士交流后发现,这股“Chiplet热”与国内目前的独特语境有关。随着美国制裁的升级,芯片国产化的呼声愈加高涨,行业情绪正迫切需要一个出口,Chiplet适时出现并迅速被捕获。

然而,在一片喧嚣中,Chiplet却逐渐走形,并被夸大成一种颠覆性技术,更有甚者将其视为国内半导体产业摆脱掣肘,实现快速弯道超车的抓手。他们似乎忘记了,对国内半导体产业而言,从来就没有什么救世主。

Chiplet遭遇片面理解

“狭义上的Chiplet并不适合国内半导体产业发展的实际情况。”电子科技大学副教授黄乐天开门见山地表明自己的看法,这让人颇感意外。

“国内发展先进封装、异构集成的路线是对的,但发展方向不应是Chiplet,起码不应是头部大厂目前所做的Chiplet。因为Chiplet旨在解决先进制程面临的高成本、低良率问题,它是建立在先进封装工艺基础上的一种设计方法,在既没有先进制程且先进封装工艺尚薄弱的情况下,扬言发展Chiplet就不免显得有些荒诞了。”黄乐天直言。

在先进制程不断升级,摩尔定律愈发难以为继的背景下,Chiplet宛如一场“及时雨”。一方面,随着先进制程的发展,芯片的设计成本、复杂度大幅提升;另一方面,随着整个社会数字化、智能化程度的提升,大数据、消费电子、自动驾驶等需求正日趋多样,芯片创新周期不断压缩,市场对定制化芯片的需求也在大幅提升。

很长一段时间,SoC通过增加晶体管的集成密度提升芯片的PPA。而Chiplet的主要功能则是将SoC中的功能块进行拆分,再将不同工艺制程、不同性质的芯片整合在一起,通过二维芯片的堆叠、三维方向的连接,提升芯片间的集成密度,借此绕开先进制程方面的制约,用相对成熟的工艺实现,使得芯片生产成本更低,以及缩短产品开发周期,加速产品迭代。

芯和半导体联合创始人代文亮博士认为,相较于以往的常规工艺,Chiplet主要带来两方面的改变:一个是解决内存带宽跟不上处理器速度提升的问题,即“内存墙”问题;另一个则是提高良率。基于晶圆级的先进封装走线密度短,信号传输速率有很大提升空间,还能大大提高互连密度。

将大的SoC芯片切分成多个小芯片,甚至芯粒(Chiplet),然后使用先进的封装技术将它们连接在一起,这是对Chiplet实现方式最简要的通俗化概括。

对此,知名半导体专家陈启作了更进一步的解读:Chiplet可以拆解成三层概念,分别是异构架、小芯粒和系统级集成。其中,异构架主要指异构融合,一种说法称未来芯片设计将如同“搭积木”,就是指不同的芯片异构融合到一起;小芯粒则是指将大核SoC的中的各个功能单元的IP拆分重排,在设计效率和制造成本上寻找平衡点;系统级集成包含软集成和硬集成,软集成又包含系统级软件和操作系统,以及总线的互联标准,硬集成则是2D//3D堆叠封装,是先进封装技术的再升级。

从产业链的视角,Chiplet是一个系统级工程,涉及设计、晶圆制造、封装、测试等多个环节。长电科技首席执行长郑力表示,从封测的角度看,核心在于如何在封装过程中通过优化布局获得更好的性能。同时,Chiplet技术的发展也必然要求芯片互联技术的进化,以及建立更多样化的互联新标准。

热潮涌动之下,不少对Chiplet的错误解读甚嚣尘上,将其视作先进制程的替代解决方案。它们通常盲目地夸大Chiplet的变革作用,又忽视其在技术及产业化上面临的挑战,仿佛Chiplet触手可得,如同搭积木般简单,倘若如此,半导体国产化实现弯道超车也不过是一件轻松事儿了。

对眼前的这股“Chiplet热”,陈启认为务必保持一定的克制。不少人被市场中喧嚣的声音裹挟,误解了Chiplet的真实含义,想当然地将其与先进制程的发展对立起来。甚至认为只要有了Chiplet技术,中国就可以摆脱美国的限制,或用Chiplet取代先进制程,这些都是十分片面的理解。

目前看来,业界对Chiplet的争论似乎很容易落入一个“陷阱”,真正的核心在于对Chiplet与先进封装两个概念的边界划定不清,进而轻易将二者混淆。本质上看,Chiplet并非一种特定技术,而是一种创新理念,是多种多样封装技术的集合,同时,带来芯片设计模式和方法的变更。

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