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隨著摩爾定律似乎接近極限,中國已經為小芯片開發了一個本土的互連接口。據中國財聯社報道,中國小芯片聯盟與中國的系統集成商、IP 供應商以及封裝、測試和組裝制造商合作,推出了中國本土的小芯片互連接口標準——ACC 1.0(高級成本驅動的小芯片接口 1.0),旨在協調中國封裝、測試和組裝行業的供應商和IC基板制造商,以實現成本控制和商業可行性。據財聯社主題庫顯示,相關上市公司中:
華天科技已具備chiplet封裝技術平臺,公司Chiplet系列工藝實現量產,主要應用于5G通信、醫療、物聯網等領域。
同興達子公司昆山同興達(002845)芯片先進封測(GoldBump)全流程封裝測試項目團隊掌握chiplet相關技術。
根據中國交叉信息核心技術研究所的一份聲明,中國的半導體生態系統仍處于發展階段,在當前國際形勢下可能仍處于追趕階段。聲明補充說,為確保技術的突破,中國供應商從上游到下游必須合作建立生態系統,下游需求帶動上游投資以實現大規模生產的規模經濟,從而形成良性循環。
隨著摩爾定律逼近物理極限,chiplet被視為未來先進半導體制造和封裝不斷提升芯片性能的替代方式。小芯片不是將整個微芯片作為一個單元來設計和制造,而是通過將多個芯片組合在一起來實現微芯片的模塊化設計和組裝,從而提供靈活性、更快的上市時間并降低制造成本。
中國半導體行業也在關注小芯片,以實現更好的芯片性能,尤其是當中國半導體生態系統面臨美國及其盟友的遏制時。中國小芯片聯盟成立于 2020 年 9 月,當時美國對中國的中芯國際實施出口禁令。
在中國以外,英特爾、臺積電、微軟、三星電子、高通、AMD 和日月光組成了通用小芯片互連高速聯盟,以發展小芯片生態系統。據 Omdia 稱,到 2035 年,chiplet 市場預計將達到 570 億美元。AMD、臺積電、英特爾、英偉達等芯片巨頭廠商嗅到了這個領域的市場機遇,近年來開始紛紛入局Chiplet。
AMD最新幾代產品都極大受益于“SiP+Chiplet”的異構系統集成模式;另外,近日蘋果最新發布的M1 Ultra芯片也通過定制的Ultra Fusion封裝架構實現了超強的性能和功能水平,包括2.5TB/s的處理器間帶寬。
在學術界,美國加州大學、喬治亞理工大學以及歐洲的研究機構近年也逐漸開始針對Chiplet技術涉及到的互連接口、封裝以及應用等問題展開研究。
據Omdia報告,預計到2024年,Chiplet市場規模將達到58億美元,2035年則超過570億美元,市場規模將迎來快速增長。
UCIe是實現Chiplet互聯標準的關鍵。隨著Chiplet逐步發展,未來來自不同廠商的芯粒之間的互聯需求持續提升。22年3月出現的UCIe,即Universal Chiplet Interconnect Express,是一種由Intel、AMD、ARM、高通、三星、臺積電、日月光、Google Cloud、Meta和微軟等公司聯合推出的Die-to-Die互連標準,其主要目的是統一Chiplet(芯粒)之間的互連接口標準,打造一個開放性的Chiplet生態系統。UCIe在解決Chiplet標準化方面具有劃時代意義。
借助UCIe平臺,未來有望實現更加完整的Chiplet生態系統。UCIe產業聯盟發布了涵蓋上述標準的UCIe1.0規范。UCIe聯盟在官網上公開表示,該聯盟需要更多半導體企業的加入,來打造更全面的Chiplet生態系統。同時,加盟的芯片企業越多,意味著該標準將得到更多的認可,也有機會被更廣泛的采用。
后摩爾時代,Chiplet給中國集成電路產業帶來了巨大發展機遇。首先,芯片設計環節能夠降低大規模芯片設計的門檻;其次,半導體IP企業可以更大地發揮自身的價值,從半導體IP授權商升級為Chiplet供應商,在將IP價值擴大的同時,還有效降低了芯片客戶的設計成本,尤其可以幫助系統廠商、互聯網廠商這類缺乏芯片設計經驗和資源的企業,發展自己的芯片產品;最后,中國大陸的芯片制造與封裝廠可以擴大自己的業務范圍,提升產線的利用率,尤其是在高端先進工藝技術發展受阻的時候,還可以通過為高端芯片提供基于其他工藝節點的Chiplet來參與前沿技術的發展。
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