《電子技術(shù)應(yīng)用》
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芯片“彎道超車”的王牌,可能要讓大家失望了

2022-09-05
來源:是說芯語
關(guān)鍵詞: chiplet 芯片

  芯片,最近又成了焦點(diǎn)。

  從美國(guó)芯片法案,到國(guó)內(nèi)“反腐風(fēng)暴”,全球芯片行業(yè)正在經(jīng)歷新周期前的巨變。

  就在這樣的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上,一種叫做Chiplet(芯粒)的技術(shù)突然火了。

  按照不少股民的說法,這一技術(shù)就是中國(guó)芯片彎道超車的“殺手锏”。國(guó)內(nèi)券商機(jī)構(gòu)也不乏看好的聲音。

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  來源:澎湃新聞

  而在拜登剛剛簽署的芯片法案中,也寫道:

  “建議開發(fā)Chiplet平臺(tái),使初創(chuàng)公司和研究人員能夠以更低的成本更快地進(jìn)行創(chuàng)新。”

  在這樣的背景下,一批算是剛遭到美國(guó)打壓的A股芯片企業(yè),突然走出了“六親不認(rèn)的步伐”,最具代表性的當(dāng)屬8連板的大港股份。

  那么Chiplet能成為芯片“彎道超車”的法寶嗎?國(guó)產(chǎn)芯片該改變思路嗎?

  1

  時(shí)代變了

  粗略來說,Chiplet技術(shù)有點(diǎn)像拼積木,將幾顆成熟制程的芯片通過拼裝互聯(lián)來實(shí)現(xiàn)接近先進(jìn)制程芯片的性能。

  再通俗點(diǎn)講,就像把“4張3”放一起,我們就有一個(gè)“炸”。

  只不過這“4張3”怎么放,其中大有學(xué)問。

  而要進(jìn)一步了解Chiplet,我們還得從芯片行業(yè)的發(fā)展歷程說起。

  對(duì)于全球芯片行業(yè)來說,除了目前面臨著行業(yè)景氣度下行的問題之外,還有一個(gè)更大未知數(shù)存在。

  每次說到芯片的技術(shù)路線,摩爾定律總是一個(gè)繞不開的話題。

  關(guān)于摩爾定律,目前較為普遍的說法是:

  “1965年,英特爾創(chuàng)始人戈登·摩爾在撰寫一篇報(bào)告時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律,即集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過18個(gè)月便會(huì)增加一倍。“

  這個(gè)規(guī)律準(zhǔn)確預(yù)言了此后芯片行業(yè)的發(fā)展節(jié)奏,因此成為了“定律”。

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  來源于芯東西報(bào)道

  然而隨著如今三星和臺(tái)積電接連宣布將量產(chǎn)3nm芯片,摩爾定律已經(jīng)有了放緩的跡象。

  3nm芯片之后,芯片巨頭們都已瞄準(zhǔn)了2nm、1nm,可是再然后呢?

  更重要的是,隨之而來的成本增長(zhǎng)更是讓這個(gè)行業(yè)面臨瓶頸。

  美國(guó)電子行業(yè)戰(zhàn)略咨詢公司IBS首席執(zhí)行官Handel Jones曾給出一組對(duì)比數(shù)據(jù)。

  設(shè)計(jì)28nm芯片的平均成本為4000萬美元,而相比之下,設(shè)計(jì)7nm芯片的成本為2.17億美元,設(shè)計(jì)5nm芯片的成本為4.16億美元,3nm設(shè)計(jì)更將耗資5.9億美元。一般公司很難承受。

  面對(duì)這樣的局面,芯片行業(yè)屈指可數(shù)的幾位頭部玩家尚有余力,但對(duì)于其他企業(yè)來說,已經(jīng)該考慮“后摩爾時(shí)代”的問題了。

  放眼后摩爾時(shí)代,業(yè)內(nèi)已經(jīng)大致有了三個(gè)方向:

  一、深度摩爾(More Moore),即繼續(xù)嘗試沿著摩爾定律的道路前進(jìn),但很可能只適用于個(gè)別頭部玩家。

  二、超越摩爾(More than Moore),即發(fā)展在先前摩爾定律演進(jìn)過程中所未開發(fā)的部分,致力于特色工藝,探索更多可能。例如Chiplet、先進(jìn)封裝等。

  三、新器件(Beyond CMOS),即探索在硅基CMOS遇到物理極限時(shí)所能倚重的新型器件,另辟蹊徑尋找新材料。例如英特爾正在研發(fā)的MESO晶體管。

  簡(jiǎn)單來說,Chiplet作為后摩爾時(shí)代衍生出來的一條技術(shù)路線,只能說是“超越摩爾”的一種可能性。未來究竟如何,還有諸多不確定性。

  2

  理論到現(xiàn)實(shí) 還有很遠(yuǎn)

  對(duì)于國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)來說,理論上Chiplet技術(shù)有望大幅彌補(bǔ)在芯片技術(shù)上的差距。

  然而,要將“4張3”有效組合成一個(gè)“炸”,并最終實(shí)現(xiàn)商用,目前還面臨許多困難。

  目前來看,Chiplet技術(shù)其實(shí)尚處于起步階段,只有少數(shù)公司擁有開發(fā)這些產(chǎn)品的能力。

  說白了,芯片始終是一個(gè)贏者通吃的行業(yè),頭部玩家為了保持競(jìng)爭(zhēng)力,自然會(huì)在研發(fā)上拼盡全力。

  包括Chiplet在內(nèi)的各種技術(shù)路線,最強(qiáng)的很可能還是大家熟悉的那幾家頭部企業(yè)。

  而目前這些頭部芯片企業(yè)光顧著“切”自己設(shè)計(jì)的大芯片然后再“封”起來,只要自己說了算就行,并沒有太多去和別家的Chiplet互聯(lián)互通的緊迫性。

  因此,Chiplet的可行性仍然受到片間互連的性能、可用性以及功耗和成本問題的限制。

  各種異構(gòu)芯片的互連接口和標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)在技術(shù)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)方面難以實(shí)現(xiàn)性能和靈活性間的平衡。

  換句話說,理想的Chiplet或許是,“4張3”可能來自于四家不同的企業(yè),根據(jù)下游需求各取所需,并通過協(xié)作互聯(lián)來拼出那張“炸”。

  結(jié)果現(xiàn)在的情況是,要么“4張3”都在頭部玩家自己手里,相互之間都不通用;要么不同企業(yè)的那張“3”還有合適的辦法實(shí)現(xiàn)高效的互聯(lián),起不到“炸”的效果。

  Chiplet發(fā)展至今,業(yè)內(nèi)一直在尋找一種“真正的互連”,以便在單個(gè)MCM(多芯片模塊)中實(shí)現(xiàn)從裸片到裸片的通信,更好地完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)處理等豐富的功能。

  如何讓裸片與裸片之間高速互聯(lián),是Chiplet技術(shù)落地的關(guān)鍵,也是全產(chǎn)業(yè)鏈目前的一大全新挑戰(zhàn)。

  更重要的是,想得再遠(yuǎn)一些,當(dāng)“4張3”終于成了“炸”,這其中的成本、下游的應(yīng)用情況又將會(huì)如何?

  實(shí)用性、性價(jià)比等等,需要考慮的問題太多了。

  芯片種類繁多,我國(guó)在部分領(lǐng)域其實(shí)已經(jīng)有了一定的突破,而諸如CPU、5G芯片等品種才是我們真正被急需突破的領(lǐng)域。

  Chiplet能不能在關(guān)鍵領(lǐng)域幫上忙,還是只能做一些錦上添花?目前似乎還看不到答案。

  3

  積極的一面

  最后,既然對(duì)最近被寄予厚望的Chiplet潑了些冷水,那么再來說些積極的。

  對(duì)于拜登剛剛簽署的芯片法案,我們其實(shí)也不必過于悲觀。

  事物總是有其兩面性。拜登簽署芯片法案當(dāng)天,美股芯片股暴跌,其實(shí)也反映出了市場(chǎng)的看法。

  美方砸錢想要讓芯片大廠加大在美建廠的力度,但是這筆賬其實(shí)仍然需要好好算一算。

  根據(jù)中國(guó)信息消費(fèi)聯(lián)盟理事長(zhǎng)項(xiàng)立剛給出的數(shù)據(jù):同樣一座晶圓廠,在美國(guó)的建設(shè)時(shí)間要比中國(guó)多一年半以上,建設(shè)成本至少增加1/3,以后每年的運(yùn)營(yíng)和生產(chǎn)成本也要增加30%。

  因此,對(duì)部分芯片廠商來說,如果只是想多拿一筆美方的補(bǔ)貼,并不會(huì)有很大動(dòng)力。

  我國(guó)如果能進(jìn)一步提升自身優(yōu)勢(shì),保證研發(fā)生產(chǎn)芯片的高效率、低成本,那么就有機(jī)會(huì)化解美國(guó)芯片法案這一步棋子。

  總的來說,我們絕不能僅指望某一條技術(shù)路線來“拯救”國(guó)產(chǎn)芯片的技術(shù)差距,把基礎(chǔ)打扎實(shí),為行業(yè)發(fā)展?fàn)I造更合理的土壤,或許更加務(wù)實(shí)。

  這可能也是近期芯片行業(yè)并沒有什么新政策優(yōu)惠出臺(tái),而是在優(yōu)先大力反腐的原因。

  對(duì)于國(guó)產(chǎn)芯片,我們不如先放低期望,把務(wù)實(shí)先放在更重要的位置上。

  

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