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2023-01-31
彎道超車?yán)?？半?dǎo)體新主線浮現(xiàn)：先進(jìn)封裝呼聲漸漲
更新時間：2022-08-05 13:05:52作者：佚名
其中又以Chiplet技術(shù)最為受到機(jī)構(gòu)投資者的關(guān)注，它不僅可以大幅提高大型芯片的良率，還可以降低設(shè)計的復(fù)雜度和設(shè)計成本以及制造成本。
《科創(chuàng)板日報》8月5日訊 今日，半導(dǎo)體板塊活躍。截至發(fā)稿，大港股份4連板，芯原股份、通富微電、晶方科技、華天科技漲停，敏芯股份、長電科技等漲超8%。
在這些大漲的個股中，隱藏著一條暗線——先進(jìn)封裝，而其中又以Chiplet技術(shù)最為受到機(jī)構(gòu)投資者的關(guān)注。
芯源股份7月接受了三批機(jī)構(gòu)調(diào)研，重點(diǎn)談及了公司在Chiplet領(lǐng)域的規(guī)劃。公司表示，通過“IP芯片化，IP as a Chiplet”和“芯片平臺化，Chiplet as a Platform”，來實現(xiàn)Chiplet的產(chǎn)業(yè)化，芯原股份有望成為全球首批實現(xiàn)Chiplet商用的企業(yè)。
通富微電、華天科技也表示已儲備Chiplet相關(guān)技術(shù)。Chiplet是先進(jìn)封裝技術(shù)之一，除此以外，先進(jìn)封裝概念股也受到市場關(guān)注。4連板大港股份表示已儲備TSV、micro-bumping（微凸點(diǎn)）和RDL等先進(jìn)封裝核心技術(shù)。
Chiplet或成延續(xù)摩爾定律新法寶
資料顯示，Chiplet俗稱芯粒，也叫小芯片，它是將一類滿足特定功能的die（裸片），通過die-to-die內(nèi)部互聯(lián)技術(shù)實現(xiàn)多個模塊芯片與底層基礎(chǔ)芯片封裝在一起，形成一個系統(tǒng)芯片，以實現(xiàn)一種新形式的IP復(fù)用。
當(dāng)前，主流的系統(tǒng)級芯片都是將多個負(fù)責(zé)不同類型計算任務(wù)的計算單元，通過光刻的形式制作到同一塊晶圓上。簡而言之，主流路線追求的是高度集成化，利用先進(jìn)制程對于所有的單元進(jìn)行全面的提升。
然而，隨著半導(dǎo)體工藝制程持續(xù)向3nm/2nm推進(jìn)，晶體管尺寸已逼近物理極限，所耗費(fèi)的時間及成本越來越高，但“經(jīng)濟(jì)效益”卻越來越有限，“摩爾定律”日趨放緩。
在此基礎(chǔ)上，Chiplet技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，實現(xiàn)了“曲線救國”。
如圖所示，Chiplet是將原本一塊復(fù)雜的SoC芯片，從設(shè)計時就按照不同的計算單元或功能單元對其進(jìn)行分解，然后每個單元選擇最適合的工藝制程進(jìn)行制造，再將這些模塊化的裸片互聯(lián)起來，通過先進(jìn)封裝技術(shù)，將不同功能、不同工藝制造的Chiplet封裝成一個SoC芯片。
資料顯示，Chiplet技術(shù)不僅可以大幅提高大型芯片的良率，還可以降低設(shè)計的復(fù)雜度和設(shè)計成本以及制造成本。
因為部分計算單元對于制程工藝的要求并不高，有些即使采用成熟工藝，也能夠發(fā)揮很好的性能。所以，將SoC進(jìn)行Chiplet化之后，不同的芯粒可以根據(jù)需要來選擇合適的工藝制程分開制造，然后再通過先進(jìn)封裝技術(shù)進(jìn)行組裝。
成熟制程疊加先進(jìn)封裝，在保有芯片性能的基礎(chǔ)上，還可以降低成本，業(yè)內(nèi)認(rèn)為，Chiplet會給整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈帶來非常革命性的變化。
據(jù)Omdia報告，預(yù)計到2024年，Chiplet市場規(guī)模將達(dá)到58億美元，2035年則超過570億美元，市場規(guī)模將迎來快速增長。
國內(nèi)企業(yè)積極擁抱Chiplet 但仍面臨不少挑戰(zhàn)
業(yè)內(nèi)認(rèn)為，Chiplet是對傳統(tǒng)SiP技術(shù)的繼承與發(fā)展，Chiplet具有迭代周期快，成本低，良率高等一系列優(yōu)越特性，并且其搭積木式的設(shè)計方式，尤其適合我國系統(tǒng)設(shè)計企業(yè)切入。
對于中國半導(dǎo)體行業(yè)來說，Chiplet先進(jìn)封裝技術(shù)與國外差距較小，有望帶領(lǐng)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)質(zhì)的突破。
華為是國內(nèi)最早嘗試Chiplet的一批公司，海思半導(dǎo)體在早期就與臺積電合作過Chiplet技術(shù)。此外，芯動科技、芯原股份等企業(yè)也緊跟Chiplet研發(fā)的步伐。
需要注意的是，Chiplet并非“靈丹妙藥”，也無法規(guī)避國內(nèi)外先進(jìn)制程的差距，核心的邏輯計算單元仍然依賴于先進(jìn)制程來提升性能。
與所有新技術(shù)一樣，Chiplet也面臨不少挑戰(zhàn)，受限于不同架構(gòu)、不同制造商生產(chǎn)的die之間的互連接口和協(xié)議的不同，設(shè)計者必須考慮到工藝制程、封裝技術(shù)、系統(tǒng)集成、擴(kuò)展等諸多復(fù)雜因素。同時還要滿足不同領(lǐng)域、不同場景對信息傳輸速度、功耗等方面的要求，使得Chiplet的設(shè)計過程異常艱難。
Chiplet不是救市良方也不是靈丹妙藥，它不過是一種技術(shù)發(fā)展的思路而已。這種思路要落到實處，還是需要經(jīng)過踏實的、艱苦的努力。