國內首個原生Chiplet技術標準發布！彎道超車再次加速

國內首個原生Chiplet技術標準發布

在經歷將近一年的漫長等待后，中國自己的“小芯片”標準終于有了實質性進展。

繼2021年Chiplet標準立項之后，在2022年12月16日“第二屆中國互聯技術與產業大會”上，首個由中國集成電路領域相關企業和專家共同主導制定的《小芯片接口總線技術要求》團體標準正式通過工信部中國電子工業標準化技術協會的審定并發布。

這是中國首個原生集成電路Chiplet技術標準，對中國集成電路產業延續“摩爾定律”，突破先進制程工藝限制，探索先進封裝工藝技術具有重要意義。作為突破摩爾定律限制的重要技術思路，Chiplet可以有效地平衡芯片效能、成本以及不良率之間的關系，一度成為半導體廠商們競逐的方向。不過，Chiplet要實現更大范圍內的應用，就需要混合來自多家芯片廠商或多個工藝節點的裸片，可能會涉及多家各種功能芯片的設計、互連、接口。正是由于缺少統一的標準，Chiplet發展阻礙重重。

而上述標準的制定，旨在為中國半導體廠商在Chiplet領域的發展制定相對統一的標準，提高來自不同制造商的小芯片之間的互操作性。

后摩爾時代的機遇

近幾十年來，芯片制造工藝基本按摩爾定律發展，單位面積芯片可容納晶體管數目大約每18個月增加一倍，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，先進制程的研發成本及難度提升，開發先進制程的經濟效益逐漸受到質疑。

Chiplet模式將芯片的不同功能分區制作成裸芯片，再通過先進封裝的形式以類似搭積木的方式實現組合，通過使用基于異構集成的高級封裝技術，使得芯片可以繞過先進制程工藝，通過算力拓展來提高性能并減少成本、縮短生產周期。

總的來說，Chiplet是一種將多種芯片（如I/O、存儲器和IP核）在一個封裝內組裝起來的高性能、成本低、產品上市快的解決方案。而高性能計算需求推動Chiplet市場空間激增，根據Gartner預測，基于Chiplet方案的半導體器件收入將在2024年達到505億美元左右，2020—2024年間CAGR（復合增長率）達98%，而用于服務器的器件銷售收入為占比最大的應用終端，在2024年達到約33%。

巨頭涌入“小芯片”賽道

出色的市場前景下，臺積電、英特爾、三星等多家公司紛紛布局Chiplet，創建了自身的Chiplet生態系統。從行業層面看，AMD、ARM、Google云、Meta、微軟、高通等行業巨頭在閱讀2022年3月共同成立行業聯盟，正式推出通用Chiplet的標準規范“UCIe”。

具體產品方面，華為于2019年推出基于Chiplet技術的7nm鯤鵬920處理器。AMD2022年3月推出基于臺積電3DChiplet封裝技術的第三代服務器處理芯片，蘋果推出采用臺積電CoWos-S橋接工藝的M1Ultra芯片。

英特爾公司高級副總裁、中國區董事長王銳在2022世界集成電路大會上表示，Chiplet技術是產業鏈生產效率進一步優化的必然選擇。“不但提高芯片制造良品率，利用最合適的工藝滿足數字、模擬、射頻、I/O等不同技術需求，而且更將大規模的SOC按照不同的功能，分解為模塊化的芯粒，減少重復的設計和驗證環節，大幅度降低設計復雜程度，提高產品迭代速度。”

AMD高級副總裁兼首席技術官MarkPapermaster也表示，“摩爾定律并未放緩或消失，并且在可預見的未來，CPU和GPU會越來越好。不過，要保持這一切，其成本將會越來越高，迫使創新的解決方案開始流行，如小芯片設計（Chiplet）。”

顯然，在Chiplet產業有望崛起這件事情上，半導體巨頭的認知基本是一致的，而巨頭的認可也有助于Chiplet產業的落地推廣。

國產半導體產業的機遇

對于一直期待能在半導體行業彎道超車的我國而言，Chiplet趨勢的出現有望給中國帶來新的產業機會。

作為封測領域領軍企業的通富微電在去年的半年報中曾披露：“公司通過在多芯片組件、集成扇出封裝（晶圓級封裝的一種形式）、2.5D/3D等先進封裝技術方面的提前布局，可為客戶提供多樣化的Chiplet封裝解決方案，并且已為AMD大規模量產Chiplet產品。”

長電科技也在去年9月25日于上證e互動回復投資者稱：“得益于集團全資子公司星科金朋在Chiplet相關技術領域積累的長期量產經驗和大量專利，公司目前擁有用于Chiplet封裝的超大尺寸FCBGA（倒裝芯片封裝）封裝技術能力，多層芯片超薄堆疊及互聯技術能力，與極高密度多維扇出型（一種降低尺寸與成本的封裝工藝）異構集成技術能力，正在持續推進該技術的生產應用和客戶產品的導入。”