國(guó)內(nèi)首個(gè)原生Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布

在經(jīng)歷將近一年的漫長(zhǎng)等待后，中國(guó)自己的“小芯片”標(biāo)準(zhǔn)終于有了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

繼2021年Chiplet標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)之后，在2022年12月16日“第二屆中國(guó)互聯(lián)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)大會(huì)”上，首個(gè)由中國(guó)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(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)正式通過(guò)工信部中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)的審定并發(fā)布。

這是中國(guó)首個(gè)原生集成電路Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)延續(xù)“摩爾定律”，突破先進(jìn)制程工藝限制，探索先進(jìn)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(jìng)逐的方向。不過(guò)，Chiplet要實(shí)現(xiàn)更大范圍內(nèi)的應(yīng)用，就需要混合來(lái)自多家芯片廠商或多個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)的裸片，可能會(huì)涉及多家各種功能芯片的設(shè)計(jì)、互連、接口。正是由于缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，Chiplet發(fā)展阻礙重重。

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

后摩爾時(shí)代的機(jī)遇

近幾十年來(lái)，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(gè)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(jìn)制程的研發(fā)成本及難度提升，開(kāi)發(fā)先進(jìn)制程的經(jīng)濟(jì)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(guò)先進(jìn)封裝的形式以類似搭積木的方式實(shí)現(xiàn)組合，通過(guò)使用基于異構(gòu)集成的高級(jí)封裝技術(shù)，使得芯片可以繞過(guò)先進(jìn)制程工藝，通過(guò)算力拓展來(lái)提高性能并減少成本、縮短生產(chǎn)周期。

總的來(lái)說(shuō)，Chiplet是一種將多種芯片（如I/O、存儲(chǔ)器和IP核）在一個(gè)封裝內(nèi)組裝起來(lái)的高性能、成本低、產(chǎn)品上市快的解決方案。而高性能計(jì)算需求推動(dòng)Chiplet市場(chǎng)空間激增，根據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，基于Chiplet方案的半導(dǎo)體器件收入將在2024年達(dá)到505億美元左右，2020—2024年間CAGR（復(fù)合增長(zhǎng)率）達(dá)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(dá)到約33%。

巨頭涌入“小芯片”賽道

出色的市場(chǎng)前景下，臺(tái)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(biāo)準(zhǔn)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(tái)積電3DChiplet封裝技術(shù)的第三代服務(wù)器處理芯片，蘋(píng)果推出采用臺(tái)積電CoWos-S橋接工藝的M1Ultra芯片。

英特爾公司高級(jí)副總裁、中國(guó)區(qū)董事長(zhǎng)王銳在2022世界集成電路大會(huì)上表示，Chiplet技術(shù)是產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)效率進(jìn)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(jì)和驗(yàn)證環(huán)節(jié)，大幅度降低設(shè)計(jì)復(fù)雜程度，提高產(chǎn)品迭代速度?！?/p>

AMD高級(jí)副總裁兼首席技術(shù)官M(fèi)arkPapermaster也表示，“摩爾定律并未放緩或消失，并且在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，CPU和GPU會(huì)越來(lái)越好。不過(guò)，要保持這一切，其成本將會(huì)越來(lái)越高，迫使創(chuàng)新的解決方案開(kāi)始流行，如小芯片設(shè)計(jì)（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(rèn)知基本是一致的，而巨頭的認(rèn)可也有助于Chiplet產(chǎn)業(yè)的落地推廣。

國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇

對(duì)于一直期待能在半導(dǎo)體行業(yè)彎道超車的我國(guó)而言，Chiplet趨勢(shì)的出現(xiàn)有望給中國(guó)帶來(lái)新的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)。

作為封測(cè)領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)的通富微電在去年的半年報(bào)中曾披露：“公司通過(guò)在多芯片組件、集成扇出封裝（晶圓級(jí)封裝的一種形式）、2.5D/3D等先進(jìn)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。”

長(zhǎng)電科技也在去年9月25日于上證e互動(dòng)回復(fù)投資者稱：“得益于集團(tuán)全資子公司星科金朋在Chiplet相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域積累的長(zhǎng)期量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)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(jìn)該技術(shù)的生產(chǎn)應(yīng)用和客戶產(chǎn)品的導(dǎo)入。”