《電子技術(shù)應(yīng)用》
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中國發(fā)布原生Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2022-12-28
來源:Ai芯天下

前言:

Chiplet技術(shù)能將采用不同制造商、不同制程工藝的各種功能芯片像搭樂高積木般進(jìn)行組裝,從而實(shí)現(xiàn)更高良率、更低成本。

據(jù)Omdia報(bào)告,2018年Chiplet市場規(guī)模為6.45億美元,預(yù)計(jì)到2024年會達(dá)到58億美元,2035年則超過570億美元。

UCIe聯(lián)盟外必須要有的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)

近幾年,AMD、英特爾、臺積電、三星、英偉達(dá)等國際芯片巨頭紛紛布局Chiplet, 設(shè)計(jì)樣本也越來越多,開發(fā)成本下降,加速了Chiplet技術(shù)生態(tài)的發(fā)展。

由于傳統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)階段涉及的各種IP都有標(biāo)準(zhǔn),所以廠商無需擔(dān)心用起來無所可依。

然而,在chiplet這個新興技術(shù)領(lǐng)域中,芯片企業(yè)可能會涉及到多家同時(shí)在做各種功能芯片的各類設(shè)計(jì)、互連、接口,如果沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),市場和生態(tài)是做不大的。

為此,今年3月,在英特爾的牽頭下,UCIe聯(lián)盟的成立。

英特爾、AMD、ARM、Google Cloud、Meta、微軟、高通、三星、臺積電,共同打造Chiplet互連標(biāo)準(zhǔn),攜手推動Chiplet接口規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化。

目前,一些中國芯片企業(yè)也加入了UCIe聯(lián)盟,比如阿里巴巴在8月初成為Chiplet全球產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟UCIe的董事會成員。

為此,中國需要在小芯片技術(shù)上打造一個原生的Chiplet標(biāo)準(zhǔn)。

Chiplet技術(shù)要求被明確

繼2021年Chiplet標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)之后,在12月16日第二屆中國互連技術(shù)與產(chǎn)業(yè)大會上,首個由中國集成電路領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)和專家共同主導(dǎo)制定的《小芯片接口總線技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)正式通過工信部中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會的審定并發(fā)布。

這是中國首個原生Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),對延續(xù)摩爾定律、突破先進(jìn)制程工藝限制具有重要意義。

《小芯片接口總線技術(shù)要求》 這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)描述了CPU、GPU、人工智能芯片、網(wǎng)絡(luò)處理器和網(wǎng)絡(luò)交換芯片等應(yīng)用場景的小芯片接口總線(Chiplet)技術(shù)要求。

包括總體概述、接口要求、鏈路層、適配層、物理層和封裝要求等。

以靈活應(yīng)對不同的應(yīng)用場景、適配不同能力的技術(shù)供應(yīng)商,通過對鏈路層、適配層、物理層的詳細(xì)定義。

實(shí)現(xiàn)在小芯片之間的互連互通,并兼顧了PCIe等現(xiàn)有協(xié)議的支持,列出了對封裝方式的要求。

在形成圍繞Chiplet設(shè)計(jì)的廣泛設(shè)計(jì)分工基礎(chǔ)之上,形成Chiplet標(biāo)準(zhǔn)則更加重要。

由于我國絕大多數(shù)芯片廠商并不能自行完成基于Chiplet架構(gòu)的芯片設(shè)計(jì)和制造閉環(huán),在形成廣泛的設(shè)計(jì)分工之后,就必須有一個標(biāo)準(zhǔn)。

以規(guī)定設(shè)計(jì)分工中的各種部件如各種不同的功能die的規(guī)格和各種接口通信約束條件。

在每一個設(shè)計(jì)鏈條節(jié)點(diǎn)上推動形成多家技術(shù)供應(yīng)商,形成良性競爭。

把整個市場做大,使SOC系統(tǒng)廠商有充分的選擇空間,避免形成商業(yè)壟斷,最終阻礙Chiplet技術(shù)和生態(tài)的發(fā)展壯大。

無論是國內(nèi)主導(dǎo)建立的CCTIA,還是國外廠商牽頭發(fā)起的UCIe,其目的都是打造更全面、更開放的Chiplet生態(tài)系統(tǒng)。

Chiplet技術(shù)重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈

傳統(tǒng)由一家芯片設(shè)計(jì)公司主導(dǎo)的集成電路設(shè)計(jì)流程,將在chiplet技術(shù)的影響下重構(gòu)為由多個芯片設(shè)計(jì)公司首先設(shè)計(jì)小芯片。

最終通過先進(jìn)封裝技術(shù)和相關(guān)的EDA技術(shù),變成一顆大芯片的設(shè)計(jì)流程,因此最終將引起集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)的變革。

Chiplet架構(gòu)芯片的制作需要多個小芯片,單個小芯片的失效會導(dǎo)致整個芯片的失效,這要求封測公司進(jìn)行更多數(shù)量的測試以減少失效芯片帶來的損失。

而且,Chiplet技術(shù)本身就是一種封裝理念,對于封裝產(chǎn)業(yè)的推動不言而喻。

Chiplet作為一種互連技術(shù),更加依賴于標(biāo)準(zhǔn)的制訂,而國內(nèi)Chiplet互連技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的欠缺則成為Chiplet廣泛應(yīng)用的最大障礙。

國內(nèi)企業(yè)有不少的試水動作

海思:在2014年就與臺積電合作過Chiplet技術(shù)。

芯原股份:此前已經(jīng)正式宣布加入U(xiǎn)CIe產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,成為中國大陸首個加入該產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的企業(yè)。

通富微電:公司已大規(guī)模封測Chiplet產(chǎn)品;公司在Chiplet、WLP、SiP、Fanout、2.5D、3D堆疊等方面均有布局和儲備。

寒武紀(jì):公司思元370是首款采用Chiplet(芯粒)技術(shù)的AI芯片。

晶方科技:Chiplet技術(shù)目前是行業(yè)發(fā)展的趨勢之一,公司在研究該技術(shù)路徑的走向,并與合作伙伴共同尋找合適的產(chǎn)品應(yīng)用。

結(jié)尾:

Chiplet本身是一種封裝理念,雖然在集成電路設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)我國和世界頂尖水平差距較大,但在封測環(huán)節(jié)我國卻用擁有一定的市場優(yōu)勢。

國內(nèi)封測龍頭企業(yè)在近幾年通過自主研發(fā)和并購重組等手段,正逐漸縮小同國際先進(jìn)企業(yè)的技術(shù)差距,在集成電路國際市場已有的分工中,擁有了較強(qiáng)的市場競爭力和話語權(quán)。

Chiplet為國產(chǎn)替代開辟了新思路,相信隨著Chiplet小芯片技術(shù)的發(fā)展以及國產(chǎn)化替代進(jìn)程的加速,通過帶動我國封測產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展,進(jìn)而對我國實(shí)現(xiàn)在先進(jìn)制程方面取得突破產(chǎn)生幫助。

部分資料參考:國際電子商情:《規(guī)避“標(biāo)準(zhǔn)有國界”,中國發(fā)布原生Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》,億歐網(wǎng):《中國首個原生Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布》,驅(qū)動之家:《對標(biāo)AMD、Intel 中國首個原生Chiplet小芯片標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布》



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