47860 Chiplet,后摩爾時代國產芯片彎道超車的機會?

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Chiplet,后摩爾時代國產芯片彎道超車的機會?
奇偶派 ·

葉子

2023/06/05
未來,利用Chiplet技術進行IP芯片化有望讓公司充分受益于尖端技術發展,帶來全新商業模式。
本文來自于微信公眾號“奇偶派”(ID: jioupai),作者:葉子,編輯:釗,投融界經授權發布。

2023年(nian)3月24日,半導(dao)體行業先驅、英(ying)特(te)爾(er)聯合(he)創始人、“摩(mo)爾(er)定律”提出者(zhe)戈登·摩(mo)爾(er)在(zai)他夏威(wei)夷的家中去世(shi),享年(nian)94歲。伴隨(sui)著戈登·摩(mo)爾(er)的去世(shi),似乎他提出的摩(mo)爾(er)定律也正在(zai)逐漸成為(wei)歷史長河中的一個(ge)名詞。

而現(xian)實(shi)也似乎確實(shi)如此(ci),近年來(lai),伴隨著半導(dao)體(ti)行業的(de)制(zhi)程工藝即將逼近物理極限,帶來(lai)的(de)就是每一代晶體(ti)管密度的(de)增速(su)在(zai)放(fang)緩(huan),芯片主(zhu)頻的(de)提升速(su)度更慢,性能的(de)改善(shan)越(yue)來(lai)越(yue)難。

這一切(qie)的現實,看起(qi)來都在印證一件事——摩(mo)爾定律(lv)正逐漸邁(mai)向最后極限(xian)。

也正是在這(zhe)樣(yang)的(de)背(bei)景(jing)下,英偉達的(de)創(chuang)始(shi)人、CEO黃仁(ren)勛表示,以類似成本實現兩倍業績(ji)預期(qi)對于芯(xin)片(pian)行(xing)業來說已(yi)成為過(guo)去,“簡而(er)言(yan)之,摩爾定律已(yi)經死了。”

但是,也有(you)科技巨頭并(bing)不這么認為,在IntelInnovation2022的開(kai)幕活(huo)動上,英特(te)(te)爾現任CEO帕特(te)(te)·基辛格(ge)聲(sheng)嘶力竭地(di)表示,“摩(mo)爾定律”沒有(you)死(si),它還活(huo)得好(hao)好(hao)的。

而與英特爾(er)持有同(tong)樣態度的(de),還有英偉達的(de)老(lao)對手AMD。最近,蘇姿豐在接受(shou)《巴倫周刊》的(de)采(cai)訪(fang)中,她明(ming)確地表示,摩(mo)爾(er)定律當前并(bing)未消亡,只是有所放緩,當前我們需要采(cai)取不同(tong)的(de)方式來(lai)克服性能、效率和成本(ben)上的(de)挑(tiao)戰(zhan)。

她提(ti)(ti)到:“晶體管(guan)成本的(de)(de)增(zeng)加、密度提(ti)(ti)高帶來的(de)(de)改進,每一代(dai)的(de)(de)綜合(he)性能提(ti)(ti)升可能都不大,但(dan)我們(men)通過不斷地更迭,一步一步地向(xiang)前邁進。我們(men)今天在(zai)3nm方面(mian)做了很(hen)多工作(zuo),也在(zai)研究2nm,將繼續(xu)使(shi)用Chiplet這類結構來繞(rao)過摩爾定律的(de)(de)一些挑戰。”

那么,為(wei)(wei)什么說黃仁勛認為(wei)(wei)摩爾定律(lv)已經死了?為(wei)(wei)什么英特(te)爾、AMD、臺積電(dian)等巨頭卻因Chiplet技術(shu)而信心滿(man)滿(man)?在3nm工(gong)藝良率不高(gao)、1nm及以下工(gong)藝尚不明朗的(de)(de)情(qing)況下,Chiplet又是怎(zen)樣掀起一場架構創新層面的(de)(de)革命?對(dui)我國被卡脖子的(de)(de)芯片企(qi)業又有多大(da)的(de)(de)幫助(zhu)呢?

本文(wen)將以(yi)Chiplet走(zou)到(dao)臺前(qian)的(de)原因,國際各(ge)大廠商應用狀況(kuang),國內受益產業鏈及相關公司(si)的(de)順(shun)序展開,以(yi)期為(wei)讀者展現(xian)新(xin)技術的(de)發展狀況(kuang)及投資機會。

1

Chiplet走到(dao)臺前,是一種必然(ran)

從1987年的(de)1um制(zhi)程(cheng)到2015年的(de)14nm制(zhi)程(cheng)的(de)發展(zhan)歷程(cheng)中,集成(cheng)電(dian)路制(zhi)程(cheng)的(de)迭代大致(zhi)符合(he)“摩爾定律”的(de)規(gui)律,隨(sui)著工(gong)藝進(jin)步,集成(cheng)電(dian)路上晶體管密度不斷提升,驅動計算機性能(neng)保持幾何級數增(zeng)長,而性能(neng)的(de)快(kuai)速提升也推動了芯片價格迅速下降(jiang)。

Chiplet,后摩爾時代國產芯片彎道超車的機會?

但自2015年以來,集成電路先進制程(cheng)的發展開始(shi)放(fang)緩,7nm、5nm、3nm制程(cheng)的量產進度均(jun)落后于(yu)預(yu)期(qi)。

而隨著(zhu)臺積電(dian)(dian)宣布2nm制程工藝實現(xian)突破,量子(zi)物理的影響也逐漸(jian)顯著(zhu)了(le)起來,現(xian)有(you)集成電(dian)(dian)路制程工藝已(yi)經接近了(le)物理尺寸的極限,因此很難進一(yi)步往前推進,摩(mo)爾(er)定(ding)律(lv)發展陷入瓶頸,行業也正式進入了(le)“后(hou)摩(mo)爾(er)時代(dai)”。

而在量子物理效(xiao)應極大地制約了摩爾定律(lv)的正常(chang)延續(xu)外,先進制程推進所帶來的經濟效(xiao)益(yi)也正在銳減。

根據IBS報告,以(yi)全(quan)球某領先智(zhi)能手機公(gong)司為(wei)(wei)例,其晶(jing)體(ti)管的(de)(de)生產(chan)成(cheng)本(ben)在(zai)16nm工(gong)藝節(jie)點下為(wei)(wei)每10億(yi)個晶(jing)體(ti)管4.98美(mei)元(yuan),而(er)7nm工(gong)藝節(jie)點下為(wei)(wei)2.65美(mei)元(yuan)。但是(shi)整(zheng)體(ti)來說,摩爾定律持(chi)續推(tui)進所帶來的(de)(de)成(cheng)本(ben)下降正(zheng)在(zai)逐步放緩(huan),并逐漸難以(yi)覆蓋昂貴研發成(cheng)本(ben)的(de)(de)投入。

那么,在摩爾定(ding)律的(de)經濟效益快速降低(di)、先進制程(cheng)難以突(tu)破(po)物理極限(xian)的(de)情況下,集(ji)成(cheng)電路(lu)產業就(jiu)只(zhi)能止(zhi)步不前了(le)嗎?

答案自然是(shi)否,在先進制程之外,先進封裝與架構創新同樣能夠(gou)在一(yi)定(ding)程度上彌補先進制程的缺失(shi),使用面積(ji)和芯片的堆疊來(lai)換取算力和性能,而這就需要引入系統級(ji)別的新設計(ji)理念(nian),而Chiplet便是(shi)其中之一(yi)。

作為先進封裝技術(shu)的(de)代表(biao),Chiplet走(zou)向了和傳統SoC完全不(bu)同的(de)道路。

隨(sui)著對芯(xin)片性(xing)能的(de)要求(qiu)日益提高,傳統單(dan)片SoC變得太大且成(cheng)(cheng)本過高,良率風險也(ye)逐(zhu)漸(jian)攀升。在此背景(jing)下,集(ji)成(cheng)(cheng)電(dian)路產業開(kai)始思考將(jiang)不同(tong)工藝的(de)模塊化芯(xin)片進行組合封(feng)裝。

Chiplet將復雜SoC芯片(pian)(pian)拆(chai)解(jie)成一(yi)組具有單獨功能的小芯片(pian)(pian)單元(yuan)die(裸片(pian)(pian)),通過die-to-die將模塊芯片(pian)(pian)和(he)底層基礎芯片(pian)(pian)封(feng)裝組合在一(yi)起,可以降低(di)成本,減少浪費,并大(da)大(da)改善可靠性。

而其(qi)底層(ceng)的實(shi)現(xian)原(yuan)理與(yu)搭(da)積木相(xiang)仿(fang),從(cong)設計(ji)時就按照不(bu)同的計(ji)算單(dan)元或功能單(dan)元對其(qi)進(jin)行分解(jie),然(ran)后每(mei)個(ge)單(dan)元選(xuan)擇最適合的工藝(yi)制程進(jin)行制造,再將這些模塊(kuai)化的裸片互聯(lian)起來,通過先進(jin)封裝(zhuang)技術,將不(bu)同功能、不(bu)同工藝(yi)制造的Chiplet封裝(zhuang)成一(yi)個(ge)系統芯片,以實(shi)現(xian)一(yi)種新形式的IP復用。

與傳統的(de)SoC相比,Chiplet在(zai)設計(ji)靈活度(du)、設計(ji)與生產成本、上市周期等方(fang)面有(you)著明顯的(de)優勢(shi)。

首先,Chiplet在很大程度(du)上降(jiang)低芯片設計的復(fu)雜程度(du),有(you)效降(jiang)低研發與設計成本。

Chiplet芯(xin)粒設計靈活,且可(ke)重(zhong)復(fu)使用,可(ke)以僅對芯(xin)片(pian)上的部分單元(yuan)進行選擇性選代,即可(ke)制作(zuo)出下(xia)一代產品(pin),加速產品(pin)上市周期。并且,Chiplet通過采用已知合格裸片(pian)進行組(zu)合,也能有效縮短芯(xin)片(pian)的研發(fa)周期及節(jie)省研發(fa)投(tou)入。

據悉,設計28nm芯(xin)片(pian)的(de)(de)平均成本(ben)為4000萬美元,設計7nm芯(xin)片(pian)的(de)(de)成本(ben)上升至2.17億美元。而TheLinleyGroup的(de)(de)白(bai)皮書中提出,Chiplet技術(shu)可以將大型7nm設計的(de)(de)成本(ben)降(jiang)低25%。

其次,Chiplet能夠顯著提高大型芯片的(de)良率,降本增(zeng)效(xiao)。

傳統的SoC將多(duo)個不同類(lei)型計算任務的計算單元以光刻(ke)形式(shi)集(ji)成在同一片晶(jing)圓上,隨著(zhu)先進制程不斷推進,單位面積上集(ji)成的晶(jing)體(ti)管數量越來越多(duo),芯片生(sheng)產中的工藝誤(wu)差(cha)和加工缺陷(xian)顯得愈(yu)發明(ming)顯,也對制造過程中的芯片良率提出(chu)較高(gao)挑戰,因為一個微小的缺陷(xian)就(jiu)可能(neng)導致整個大芯片報廢。

而Chiplet方案(an)則通過(guo)將大(da)芯片(pian)(pian)分成更小的(de)芯片(pian)(pian)的(de)方法(fa),將單一裸片(pian)(pian)面積(ji)做(zuo)小,這樣就算有(you)缺陷出(chu)現,也只會導致缺陷所在位置的(de)小芯片(pian)(pian)報廢,而不會導致整個芯片(pian)(pian)無法(fa)使(shi)用,有(you)效地提高了(le)芯片(pian)(pian)的(de)良率。

最后(hou),Chiplet還可以通過更加更加合適(shi)的制(zhi)程選擇大幅(fu)降低芯片制(zhi)造成(cheng)本,縮短上市周(zhou)期。

傳統(tong)SoC中的(de)(de)每個邏輯計(ji)算單(dan)元對(dui)性能要求(qiu)都很高,整(zheng)體(ti)依賴先進(jin)制(zhi)程(cheng),具有極(ji)高的(de)(de)生產壁壘與制(zhi)造成本;Chiplet方(fang)案則可針(zhen)對(dui)不(bu)同的(de)(de)模塊(kuai)采取不(bu)同合適(shi)的(de)(de)制(zhi)程(cheng),分(fen)別(bie)進(jin)行制(zhi)造或是對(dui)外(wai)進(jin)行采購,最后采用先進(jin)的(de)(de)封裝(zhuang)技術進(jin)行組裝(zhuang),將相對(dui)落后制(zhi)程(cheng)的(de)(de)芯片(pian)與先進(jin)制(zhi)程(cheng)的(de)(de)芯片(pian)相組合,大幅降低了芯片(pian)的(de)(de)制(zhi)造成本。

此外,還可以對不同芯(xin)片進行分別選(xuan)擇(ze)性地迭代(dai),而(er)迭代(dai)部分裸芯(xin)片后(hou)便可制作出下一代(dai)產品(pin),大幅(fu)縮短產品(pin)上(shang)市周期。

進(jin)入后摩爾時代(dai),SoC開始在供電、功耗(hao)和(he)散熱等方面力有(you)不逮、設(she)計生產全流(liu)程成本大幅增加、制程工藝接(jie)近(jin)極限之(zhi)時,Chiplet作為(wei)當下較(jiao)最關注(zhu)的半導體發展(zhan)方向之(zhi)一,能夠有(you)效降(jiang)低能夠有(you)效降(jiang)低芯(xin)片設(she)計與(yu)制造的門檻,或將(jiang)成為(wei)未來(lai)十(shi)數年中(zhong)下提升芯(xin)片集(ji)成度與(yu)算(suan)力的重(zhong)要途徑(jing)。

2

蘋果華(hua)為英(ying)特爾(er)AMD

力推Chiplet產品化落(luo)地

在如此(ci)多的(de)優勢(shi)之下,Chiplet自然得到了(le)眾多國際巨頭的(de)青睞,而(er)Chiplet技(ji)術(shu)的(de)內部,也分為了(le)兩大(da)技(ji)術(shu)門派(pai)。

一(yi)類(lei)是基于(yu)功能(neng)劃分(fen)到多個Chiplets,而(er)每(mei)個Chiplet不(bu)包(bao)含完整(zheng)功能(neng)集合(he)(he),而(er)是通過不(bu)同Chiplets組合(he)(he)封(feng)裝實現不(bu)同類(lei)型的產品(pin),其中的主(zhu)流(liu)代表(biao)有華為的HuaweiLego架構(gou)與超(chao)威半(ban)導體的AMDZen2/3架構(gou)。

而另一類則是每個Chiplet中都包含(han)較(jiao)為獨(du)立完(wan)整(zheng)的(de)(de)功能集合(he),通過多個Chiplets級(ji)聯(lian)來獲得性能的(de)(de)線性增長,其中的(de)(de)主(zhu)流代表有蘋果(guo)的(de)(de)AppleM1Ultra和英特(te)爾的(de)(de)IntelSapphireRapids。

其中(zhong),AMD作(zuo)為引領(ling)Chiplet風潮、產品(pin)化進(jin)度(du)最快的廠(chang)商,其自2019年(nian)的Zen2架構便開始采用Chiplet技(ji)術(shu),基于Zen2架構的產品(pin)在單(dan)/多核處理能力上均有(you)很大提升(sheng),能耗比改善明(ming)顯。

使用了Chiplet技術的第二代霄龍處理(li)器與第一代相比(bi),核數(shu)增(zeng)加了100%,晶(jing)體(ti)管數(shu)增(zeng)加了102%至380億,而硅片面積僅增(zeng)加了18%,這充(chong)分(fen)顯(xian)示了7nm制程下高密度優勢(shi)。此外(wai),第二代的整數(shu)和浮點運算性能也分(fen)別提(ti)升(sheng)了144%和97%。

Chiplet,后摩爾時代國產芯片彎道超車的機會?

此后,AMD也(ye)聯手臺積電(dian),借助臺積電(dian)先(xian)進的封裝工(gong)藝,共同推(tui)出了(le)3DChiplet產品,并于2022年推(tui)出了(le)RDNA3架構的7000系顯卡,而(er)這也(ye)是史上第一款采用Chiplet技術(shu)的GPU。

在3DChiplet技術的支撐下,AMD產(chan)品的競爭(zheng)力逐(zhu)漸提升,近兩年來,AMD旗艦(jian)CPU、GPU的性(xing)能不斷提升,雖然與英(ying)特爾相比仍有所(suo)欠缺(que),但市場中(zhong)已經(jing)基本形成了兩大寡頭競爭(zheng)的局面。

同時,AMD旗下含Chiplet技術的CPU產品銷量占比(bi)不斷(duan)提高,在2021年(nian)10月至(zhi)(zhi)2022年(nian)12月間,從約80%上升(sheng)至(zhi)(zhi)97%,讓AMD成為了Chiplet技術當之無愧的代言人。

而在AMD之外,英特爾基于(yu)IDM優勢,也(ye)積累了較為完(wan)整的(de)互連(lian)技術優勢。

基于(yu)IDM的制造(zao)優勢,英特(te)爾(er)(er)開發了EMIB(全方位互(hu)連(lian)硅(gui)橋)和Foveros兩(liang)種封裝技(ji)術,分別(bie)對應橫向和縱(zong)向之間的連(lian)接。英特(te)爾(er)(er)FPGA芯片Stratix10最早采用了EMIB支持的Chiplet技(ji)術。

2023年,英(ying)特爾(er)基于Chiplet技術(shu)發布(bu)了(le)第四代至強(qiang)可擴(kuo)展處理器和至強(qiang)CPUMax,以及數據中心(xin)GPUMax。

至強CPUMax擁有56個(ge)性(xing)能(neng)核(he),內核(he)的(de)4個(ge)小芯片使用EMIB連接,進行自然語言(yan)處理(li)時高帶寬(kuan)內存(cun)(cun)優勢可提升20倍性(xing)能(neng)。而(er)數據中心GPUMax是英特爾針(zhen)對高性(xing)能(neng)計(ji)算加速設計(ji)的(de)第一款GPU產品,一個(ge)封(feng)裝中有超過1000億(yi)個(ge)晶體管,擁有47個(ge)不同的(de)塊和(he)高達(da)128GB的(de)內存(cun)(cun)。

在主攻PC端的廠(chang)商之外,蘋果也(ye)采用(yong)了UltraFusion的架構,成功實現(xian)高速(su)互連。

2022年3月,蘋果推出的M1Ultra芯片(pian),又一次觸動了芯片(pian)界(jie)的游戲規則(ze)。該是迄今為止蘋果最強大的芯片(pian),盡管很多計算芯片(pian)已采(cai)用Chiplet技術提升性能(neng),但(dan)蘋果的“拼裝(zhuang)貨”M1Ultra卻還(huan)是讓PC界(jie)震(zhen)撼。

M1Ultra支持高(gao)達128GB的高(gao)帶寬、低延遲統一內(nei)存,支持20個CPU核(he)心(xin)、64個GPU核(he)心(xin)和32核(he)神經網絡(luo)引擎(qing),每(mei)秒可運行高(gao)達22萬億次運算,提供的GPU性能是(shi)蘋果M1芯片的8倍(bei),提供的GPU性能比最新的16核(he)PC臺式(shi)機還高(gao)90%,而達到峰值性能時的功耗則要低100瓦。

而根據M1Ultra發布的(de)(de)UltraFusion圖示,以及蘋(pin)果及其代工(gong)廠(chang)臺(tai)積(ji)電的(de)(de)公開專利和(he)論文來看,本次(ci)M1Ultra芯片的(de)(de)UltraFusion架(jia)構(gou),應是基(ji)于臺(tai)積(ji)電第五代CoWoSChiplet技(ji)術的(de)(de)互連架(jia)構(gou),也正是臺(tai)積(ji)電在Chiplet技(ji)術中擁有如此(ci)先進的(de)(de)制造、封裝工(gong)藝,才得(de)以實現蘋(pin)果的(de)(de)新架(jia)構(gou),進而震撼(han)業(ye)界。

可以(yi)毫不夸張地說(shuo),正是因為各大廠商(shang)不斷進行的(de)Chiplet架構領域的(de)研(yan)究,還有以(yi)臺積電為代表等廠商(shang)持(chi)(chi)續推制造工(gong)藝,才讓近年(nian)來(lai)硬件圈仍能保持(chi)(chi)較快的(de)發展速度,而(er)未來(lai)對Chiplet的(de)研(yan)究,也將(jiang)繼續推進下去。

3

Chiplet,通富微電(dian)和芯原股份的機會?

在國(guo)際(ji)巨頭(tou)們紛紛入局的情況下(xia),國(guo)內(nei)自然也有所涉足,但對于我(wo)國(guo)來說,Chiplet不僅(jin)僅(jin)意(yi)味(wei)著(zhu)尖端技術的推(tui)進(jin),還(huan)意(yi)味(wei)著(zhu)國(guo)產(chan)現(xian)有半導(dao)體制造能力的提升(sheng)。

我(wo)們在與華為負責(ze)先(xian)進封測核心技術的(de)(de)部門研發總監的(de)(de)交流中,對方(fang)表(biao)示,對于中國(guo)半導(dao)體產業(ye)來(lai)說(shuo),Chiplet技術是在短期(qi)內最(zui)有機(ji)會(hui)破局先(xian)進制(zhi)程(cheng)限制(zhi)的(de)(de)路(lu)線。但雖然相當于換到了一個新的(de)(de)賽道,有了更多(duo)的(de)(de)機(ji)會(hui),但整體上來(lai)說(shuo)國(guo)內仍然需要加(jia)速追趕,其中封裝(zhuang)作為最(zui)有機(ji)會(hui)的(de)(de)產業(ye)鏈環節,涌現了眾多(duo)優秀的(de)(de)國(guo)產廠商與投資機(ji)會(hui)。

先進封(feng)(feng)裝技術是Chiplet實施的(de)基礎和前提,而近年來我國封(feng)(feng)測(ce)行業穩步發展,快速成長(chang)。

目前我(wo)國(guo)集(ji)成(cheng)電路(lu)領域整體(ti)國(guo)產自(zi)給率較(jiao)低,尤其是半導體(ti)設備(bei)、材料與晶圓制造等環節,與國(guo)際(ji)領先水平(ping)差(cha)距(ju)較(jiao)大,而封測(ce)為(wei)我(wo)國(guo)集(ji)成(cheng)電路(lu)領域最具國(guo)際(ji)競爭力(li)的(de)環節,2022年,中國(guo)大陸有(you)4家(jia)企業進入全球封測(ce)廠商前十名,分(fen)別為(wei)長電科技(ji)、通(tong)富微電、華(hua)天科技(ji)和智(zhi)路(lu)封測(ce)。

而其(qi)中,通富微電作為(wei)深度綁定(ding)AMD的廠商,近年(nian)來(lai)業績快速(su)增長。

通富微電主(zhu)要提供集成電路設(she)計仿真(zhen),圓片(pian)中測,封(feng)(feng)裝(zhuang),成品測試(shi)(shi),系統級測試(shi)(shi)等(deng)一站(zhan)式服務,在2022的全球封(feng)(feng)測廠商中排名第五。公司封(feng)(feng)裝(zhuang)類(lei)(lei)(lei)型齊(qi)全,涵(han)蓋框架(jia)類(lei)(lei)(lei)封(feng)(feng)裝(zhuang)、基板(ban)類(lei)(lei)(lei)封(feng)(feng)裝(zhuang)、晶圓級封(feng)(feng)裝(zhuang)及(ji)COG、COF和(he)SIP等(deng),可以(yi)應用于眾多(duo)消(xiao)費、使用場景。

而(er)得(de)益于(yu)技術的(de)(de)領(ling)(ling)先(xian),通富微(wei)(wei)電目前已(yi)與AMD、英飛凌、意法半導體、聯發(fa)科、長(chang)(chang)江存儲等國內(nei)外細分(fen)領(ling)(ling)域頭部廠商建立了長(chang)(chang)期穩(wen)定的(de)(de)合(he)作關系。而(er)作為深度綁定AMD的(de)(de)封測(ce)廠商,通富微(wei)(wei)電的(de)(de)業績,也伴隨AMD崛起快速(su)增長(chang)(chang)。

根(gen)據(ju)與通富微電(dian)相(xiang)關(guan)人士的交流(liu),奇偶派得(de)知(zhi)AMDGPU80%都是由通富微電(dian)來(lai)進行封測(ce),AMD全系(xi)列產品占到了(le)公司(si)收入的五成之上。

通富微電于(yu)2016年成功收購了AMD蘇州及AMD馬來西亞檳城(cheng)各85%股權,與AMD形成了“合(he)(he)資+合(he)(he)作”的強強聯合(he)(he)模(mo)式,在(zai)深(shen)度鎖(suo)定了AMD供(gong)應鏈并(bing)占據AMD封測訂單大部分份額的同(tong)時,積極承接國(guo)內外客戶高端產品的封測業務(wu),進一步增強了公司業績確(que)定性。

Chiplet,后摩爾時代國產芯片彎道超車的機會?

通(tong)富微電營(ying)收圖

資(zi)料來(lai)源:choice,東方財(cai)富證*研究所

而在(zai)Chiplet技術(shu)方面,通富微電提(ti)前(qian)進(jin)行了2.5D/3D等先進(jin)封(feng)裝技術(shu)布局(ju),公司目(mu)前(qian)已建成國內頂級超大尺寸FCBGA研發平臺與2.5D/3D封(feng)裝平臺,各項技術(shu)布局(ju)進(jin)展順利。

目前,已(yi)經開(kai)始大規模生產(chan)Chiplet產(chan)品(pin),工藝節點(dian)方面,7nm產(chan)品(pin)成(cheng)功實現量產(chan),5nm產(chan)品(pin)也完成(cheng)了研發,進入量產(chan)前夕,隨著AMD采用(yong)Chiplet技術(shu)的新產(chan)品(pin)陸續(xu)發布,公司有望充分受(shou)益(yi)。

而在(zai)封測(ce)之外,上游的半導體IP在(zai)IC設(she)計中,也起著不(bu)可或缺的作用(yong)。

半導體IP是(shi)指(zhi)集(ji)成電路設計(ji)中(zhong)預先(xian)設計(ji)、驗證(zheng)好的(de)功(gong)(gong)能(neng)模(mo)塊,位于IC設計(ji)上(shang)游(you),提供SoC所需的(de)核心功(gong)(gong)能(neng)模(mo)塊,該環節擁有技術密(mi)集(ji)度高(gao)、知識(shi)產(chan)權集(ji)中(zhong)、商業(ye)(ye)價(jia)值(zhi)昂(ang)貴等特征,是(shi)集(ji)成電路設計(ji)產(chan)業(ye)(ye)的(de)核心產(chan)業(ye)(ye)要(yao)素(su)和競爭力體現。

Chiplet則開(kai)啟了(le)新型(xing)IP復(fu)(fu)用模式,將硅(gui)片(pian)級(ji)別(bie)的IP進行復(fu)(fu)用,大大降低了(le)開(kai)發時間(jian)、提高了(le)產品良(liang)率與重復(fu)(fu)使用率,同時也給予了(le)芯(xin)片(pian)IP公司(si)新的發展機遇。

而(er)在國內(nei),芯原股份作為業內(nei)的佼佼者(zhe),或(huo)將(jiang)借Chiplet技(ji)術(shu)快速發展。

芯原股份(fen)是國(guo)內(nei)領先的一站(zhan)式芯片定(ding)制服(fu)務和(he)半導體IP授權(quan)服(fu)務企業(ye),在(zai)全球(qiu)(qiu)半導體IP授權(quan)供(gong)應(ying)商中(zhong)(zhong)排名(ming)第七,而IP種類與成(cheng)長率在(zai)全球(qiu)(qiu)前(qian)七中(zhong)(zhong)排名(ming)均(jun)為前(qian)二。

芯原有(you)六大核心(xin)處理(li)(li)器(qi)IP,分別為(wei)圖形處理(li)(li)器(qi)IP、神(shen)經(jing)網絡處理(li)(li)器(qi)IP、視頻(pin)處理(li)(li)器(qi)IP、數字信號(hao)處理(li)(li)器(qi)IP、圖像(xiang)信號(hao)處理(li)(li)器(qi)IP和(he)顯示處理(li)(li)器(qi)IP,此外還有(you)1400多個數模混合IP和(he)射頻(pin)IP。

而(er)在(zai)Chiplet領域(yu)的(de)探(tan)索上(shang),芯(xin)原股份在(zai)極早期便前(qian)瞻(zhan)性布局IP芯(xin)片(pian)化(hua),目(mu)前(qian)公司已(yi)經推出了(le)基(ji)于Chiplet架構(gou)所設(she)計的(de)高端(duan)應用處理器平臺,該平臺12nmSoC版(ban)本已(yi)完(wan)成流片(pian)和驗證,并正在(zai)進行(xing)Chiplet版(ban)本的(de)迭代。

此外,芯原(yuan)還是(shi)中國大陸首個(ge)加入UCIe產業聯盟的(de)企(qi)業,也意味著受(shou)到了國際Chiplet“聯盟”的(de)認可。未來,利用Chiplet技(ji)術進行IP芯片(pian)化(hua)有望讓公司充分受(shou)益于尖端技(ji)術發展,帶來全新(xin)商業模式。

4

寫在最后

進入后摩(mo)爾時代后,當先進制程難以推動(dong)硬件設備快速發(fa)展(zhan)之時,Chiplet技術已經成為半導體行業(ye)的重(zhong)要發(fa)展(zhan)趨勢之一。據(ju)研究機構Omdia數據(ju)顯示(shi),全球Chiplet處理器芯片市(shi)場規模預計到(dao)2024年(nian)(nian)達(da)58億美元,而到(dao)2035年(nian)(nian)將突(tu)破570億美元。

而對于國(guo)內來說,在先進制程發展(zhan)被封鎖,難(nan)以(yi)快速推(tui)進的情況(kuang)下,Chiplet也為(wei)國(guo)產(chan)替代開辟了新思(si)路(lu)(lu),有(you)望提升中(zhong)國(guo)集(ji)成電路(lu)(lu)產(chan)業(ye)綜合競爭力,成為(wei)我國(guo)集(ji)成電路(lu)(lu)產(chan)業(ye)逆境中(zhong)的突(tu)破口之(zhi)一。

而在這個產業(ye)發展(zhan)疊(die)加封鎖突破(po)的大背景下,國(guo)內相關產業(ye)鏈(lian)也(ye)將迎來價(jia)值重塑,產業(ye)鏈(lian)中(zhong)的相關公司本就實力充足,也(ye)必會(hui)在本次更換賽道的發展(zhan)中(zhong)躋身國(guo)際龍頭(tou),尋找到(dao)新的業(ye)績增長(chang)空間。

Chiplet 芯片 集成(cheng)電路
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