鈦媒體作者丨林志佳
過去一年，在摩爾定律放緩以及芯片脫鉤等多個(gè)因素下，Chiplet（小芯片，又稱“芯粒”）技術(shù)被認(rèn)為是提升算力密度的關(guān)鍵路徑，成為了中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的賽道之一。
1月5日，美國、中國兩家半導(dǎo)體企業(yè)不約而同公布基于Chiplet的先進(jìn)芯片量產(chǎn)：
CES 2023開幕演講上，美國芯片巨頭AMD發(fā)布全球首個(gè)集成數(shù)據(jù)中心APU（加速處理器）芯片Instinct MI300，其采用5nm和6nm的先進(jìn)Chiplet 3D封裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高達(dá)1460億個(gè)晶體管，AI 性能比前代提升8倍以上，最快2023年下半年發(fā)貨；
國內(nèi)晶圓封裝龍頭長電科技（600584.SH）宣布，公司XDFOI Chiplet高密度多維異構(gòu)集成系列工藝已按計(jì)劃進(jìn)入穩(wěn)定量產(chǎn)階段，同步實(shí)現(xiàn)4nm節(jié)點(diǎn)多芯片系統(tǒng)集成封裝產(chǎn)品出貨。
實(shí)際上，Chiplet是一種芯片“模塊化”設(shè)計(jì)方案，通過2.5D/3D集成封裝等技術(shù)，能夠?qū)⒉煌に嚬?jié)點(diǎn)、不同功能、不同材質(zhì)的芯片，如同搭積木一樣集成一個(gè)更大的系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC)。與傳統(tǒng)的SoC方案相比，Chiplet模式具有設(shè)計(jì)靈活性、成本低、上市周期短等優(yōu)勢(shì)，非常適用于高性能計(jì)算等領(lǐng)域。
例如，搭配28nm、14nm等不同制程芯片，通過Chiplet等技術(shù)集成的芯片，可接近7nm芯片性能和作用，而且成本最高降低50%以上——設(shè)計(jì)一款5nm芯片的總成本接近5億美元。而且，國產(chǎn)Chiplet有助于減少美國對(duì)先進(jìn)技術(shù)封鎖的影響。
根據(jù)鈦媒體App編輯的統(tǒng)計(jì)，自2022年8月開始，“Chiplet”的百度中文搜索量突然猛增，周搜索指數(shù)最高增長6123倍。而在去年12月中的一周內(nèi)，搜索量暴增1005倍，熱度僅次于“布洛芬”、口罩和抗原等。
這意味著，最近很多人開始在中文互聯(lián)網(wǎng)上搜索、了解Chiplet半導(dǎo)體技術(shù)。
“Chiplet”過去一年的中文搜索增長趨勢(shì)（來源：鈦媒體App/百度指數(shù)）
清華大學(xué)集成電路學(xué)院院長吳華強(qiáng)教授在2022年IC World大會(huì)上表示，Chiplet是延續(xù)摩爾定律的重要技術(shù)路徑，對(duì)中國至關(guān)重要，是核心戰(zhàn)略產(chǎn)品：是集成電路產(chǎn)業(yè)后摩爾時(shí)代重要技術(shù)路徑；具有極高的商業(yè)價(jià)值；為沒有EUV光刻機(jī)下爭(zhēng)取戰(zhàn)略緩沖期；可重新定義產(chǎn)業(yè)鏈。
去年12月，中國發(fā)布了首個(gè)原生Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《小芯片接口總線技術(shù)要求》，被認(rèn)為是AMD、臺(tái)積電發(fā)起的國際UCIe標(biāo)準(zhǔn)的“中國創(chuàng)新版”，有超過60家企業(yè)參與，成為Chiplet行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的Plan B。
不過，當(dāng)前Chiplet還存在很多爭(zhēng)議和挑戰(zhàn)。無論是國內(nèi)芯片 IP（知識(shí)產(chǎn)權(quán)）偏少，產(chǎn)業(yè)上下游的支持力度差，還是芯片測(cè)試良率、互連技術(shù)、集成封裝技術(shù)、供電散熱等方面的技術(shù)挑戰(zhàn)，都說明國內(nèi)Chiplet產(chǎn)業(yè)鏈還不成熟，距離自主可控還有一定距離。
“國內(nèi)已經(jīng)具備了一定的Chiplet芯片設(shè)計(jì)能力，但是普遍基于海外的制造和集成工藝?！眳侨A強(qiáng)坦言。
那么，在加快芯片“國產(chǎn)替代”的大背景下，Chiplet能否將成為中國突圍芯片封鎖的“救星”？
爭(zhēng)議中的“靈丹妙藥”
事實(shí)上，Chiplet并不是一項(xiàng)新的技術(shù)名詞。
早在2009年，英特爾在制造一款復(fù)雜處理器（i7 Nehalem process）時(shí)，就提到了類似Chiplet的多芯片3D集成的概念，當(dāng)時(shí)這一消息還沒被很多人關(guān)注到。
隨后2015年ISSCC大會(huì)上，美國芯片巨頭Marvell創(chuàng)始人周秀文提出了MoChi（模塊化芯片）架構(gòu)概念。同一年，美國芯片巨頭AMD公司就以實(shí)現(xiàn)性能、功耗和成本的平衡為目標(biāo)，率先將Chiplet應(yīng)用于商業(yè)產(chǎn)品中，自此之后陸續(xù)使用HBM、Chiplet和3D Chiplet等技術(shù)研發(fā)芯片產(chǎn)品。
為什么要Chiplet？一個(gè)核心原因就是：摩爾定律的放緩以及先進(jìn)芯片設(shè)計(jì)成本越來越高，通過Chiplet實(shí)現(xiàn)對(duì)算力的無止境需求。
事實(shí)上，近年來，隨著高性能計(jì)算、人工智能、5G、汽車、云端等應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，要求芯片成品制造工藝持續(xù)革新以彌補(bǔ)摩爾定律的放緩，先進(jìn)封裝技術(shù)變得越來越重要，也逐漸成為芯片公司加碼布局的重點(diǎn)。而Chiplet將SoC模塊化之后，可以減少重復(fù)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證環(huán)節(jié)，提高產(chǎn)品的迭代速度，與更加追求效率的后摩爾時(shí)代調(diào)性相同。
Chiplet是行業(yè)技術(shù)、市場(chǎng)需求與經(jīng)濟(jì)效益協(xié)同選擇的結(jié)果，近年來加速爆發(fā)主要源于三方面：1、摩爾定律呈現(xiàn)放緩趨勢(shì)，先進(jìn)制程工藝逐漸接近物理極限、成本高且產(chǎn)能有限；2、單芯片算力逐漸無法滿足人工智能、大數(shù)據(jù)、科學(xué)計(jì)算等戰(zhàn)略應(yīng)用算力需求激增要求：3、萬物智能互聯(lián)時(shí)代，市場(chǎng)對(duì)芯片多樣化、敏捷化開發(fā)需求極高。
2019年，AMD發(fā)布7nm制程的Ryzen 3000系列，其中內(nèi)置基于Chiplet技術(shù)的Zen 2 內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)了對(duì)英特爾落后制程和性能上的超越，以較高的性價(jià)比快速分食PC處理器芯片領(lǐng)域的市占率。
2021年6月，AMD發(fā)布了基于3D Chiplet技術(shù)的3D V-Cache，使用臺(tái)積電的3D Fabric先進(jìn)封裝技術(shù)，引入垂直Cache，讓存儲(chǔ)架構(gòu)基于Chiplet以3D堆疊的形式與處理器封裝在一起，最后概念產(chǎn)品中每個(gè)Ryzen 5000 Chiplet的存儲(chǔ)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)接近翻倍的提升。
蘋果Chiplet專利與M1 Ultra芯片
隨后，科技巨頭們也嗅到了Chiplet技術(shù)的商業(yè)化前景。2022年3月，蘋果公司發(fā)布的自研M1 Ultra芯片，就是通過Chiplet封裝方案，將兩個(gè)M1 Max芯片互連，以實(shí)現(xiàn)更高的性能以及更經(jīng)濟(jì)的方案；2021年特斯拉發(fā)布的7nm Dojo Al超算模組，采用了Chiplet技術(shù)，每秒可執(zhí)行1024億次計(jì)算，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他芯片產(chǎn)品，甚至還取代日本的“富岳”成為全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。
此外，Chiplet技術(shù)類似于預(yù)制菜概念，引入了平臺(tái)化設(shè)計(jì)模式。一方面，這種系統(tǒng)平臺(tái)帶來成熟解決方案，可固化成的標(biāo)準(zhǔn)組件，降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，減少重復(fù)開發(fā)；另一方面平臺(tái)化設(shè)計(jì)使技術(shù)收斂，易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，形成生態(tài)的必要系件，而且系統(tǒng)開發(fā)變?yōu)檐浖_發(fā)+定制功能實(shí)現(xiàn)，加速了應(yīng)用開發(fā)和應(yīng)用創(chuàng)新。
根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)Omdia數(shù)據(jù)顯示，到2024年，Chiplet處理器芯片的全球市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到58億美元，較2018年增長9倍。到2035年，全球Chiplet芯片市場(chǎng)規(guī)模將有望擴(kuò)大到570億美元，較2024年增長近10倍。
基于Chiplet的系統(tǒng)芯片示意圖（來源：IEEE會(huì)議）
“（Chiplet）解決7nm、5nm及以下工藝中，性能與成本的平衡，能降低較大規(guī)模芯片的設(shè)計(jì)時(shí)間和風(fēng)險(xiǎn)。”芯原股份CEO戴偉民十分看好Chiplet這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展。去年一場(chǎng)線上會(huì)議中，戴偉民直言，Chiplet技術(shù)能使中國構(gòu)建計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備核心的中央處理器 (CPU) 和圖形處理器 (GPU) 的“戰(zhàn)略庫存”。
對(duì)于中國來說，Chiplet技術(shù)的最大吸引力在于，它可以在降低成本下，實(shí)現(xiàn)不同工藝節(jié)點(diǎn)的芯片產(chǎn)品搭配，并通過添加或刪除Chiplet，來創(chuàng)建具有不同功能集的不同產(chǎn)品。除了降低成本外，還能大大縮短研發(fā)時(shí)間，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
“Chiplet技術(shù)帶來系統(tǒng)綜合性能的提升，可彌補(bǔ)中國EUV光刻機(jī)等關(guān)鍵裝備不足缺陷。采用Chiplet技術(shù)，可以支撐換道發(fā)展變革性技術(shù)，為中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)幦?zhàn)略緩沖期。”吳華強(qiáng)表示，隨著數(shù)字化與智能化進(jìn)程加快，對(duì)算力需求緊迫，高性能計(jì)算芯片有望成為引爆Chiplet市場(chǎng)的核心產(chǎn)品。
不過，清華大學(xué)教授魏少軍卻認(rèn)為，Chiplet處理器芯片是先進(jìn)制造工藝的“補(bǔ)充”，而不是替代品。“其目標(biāo)還是在成本可控情況下的異質(zhì)集成?！?/strong>
綜合考慮成本、性能等多方面的因素，魏少軍表示，Chiplet技術(shù)最大的應(yīng)用場(chǎng)景，主要包括計(jì)算邏輯與DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)）集成、手機(jī)領(lǐng)域通過Chiplet將多顆芯粒集成以節(jié)省體積、以及汽車、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。
云岫資本合伙人兼首席技術(shù)官趙占祥此前在公開演講中也指出，Chiplet不僅是先進(jìn)封裝，合理的架構(gòu)設(shè)計(jì)才能和封裝技術(shù)相得益彰。架構(gòu)設(shè)計(jì)和先進(jìn)封裝齊頭并進(jìn)，才能加速Chiplet的落地與實(shí)現(xiàn)。每款用Chiplet技術(shù)實(shí)現(xiàn)的大芯片一定是兩者共同作用的產(chǎn)物。
“盲目夸大Chiplet的作用也是不對(duì)的，只是Chiplet設(shè)計(jì)方式加上成熟工藝在某些場(chǎng)景下小于或等同于先進(jìn)工藝的作用，Chiplet并不能替代以光刻機(jī)的演進(jìn)為主要方向的傳統(tǒng)集成電路技術(shù)路線。”中國計(jì)算機(jī)互連技術(shù)聯(lián)盟CCITA郝沁汾對(duì)鈦媒體App表示，只靠Chiplet并不能實(shí)現(xiàn)中國芯片產(chǎn)業(yè)的“彎道超車”。
此外，值得注意的是，因?yàn)镃hiplet技術(shù)強(qiáng)調(diào)將模塊化的芯片之間的互連，因此容易與“先進(jìn)封裝”概念混淆。英特爾中國研究院院長宋繼強(qiáng)博士，在2022年12月的一場(chǎng)線上活動(dòng)中向鈦媒體App介紹了這兩個(gè)概念的區(qū)分。
宋繼強(qiáng)表示，先進(jìn)封裝和Chiplet的概念并不等同，先進(jìn)封裝是將不同的芯片很好地封裝在一個(gè)更大的芯片中，是集成制造技術(shù)，而Chiplet更多則是對(duì)芯片架構(gòu)或系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)理念?！岸嘈酒庋b集成中未必需要Chiplet的設(shè)計(jì)，但想要實(shí)現(xiàn)Chiplet，則一定需要用到先進(jìn)封裝。”
宋繼強(qiáng)向鈦媒體App強(qiáng)調(diào)，Chiplet更多是設(shè)計(jì)理念的概念。而Chiplet要實(shí)現(xiàn)得好，一定要用到先進(jìn)封裝，但先進(jìn)封裝里面不一定都是Chiplet的設(shè)計(jì)。
電子科技大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院教授黃樂天曾談到，盡管Chiplet作為一種新的技術(shù)路線，確實(shí)給出了在單個(gè)裸片晶體管數(shù)量受限的情況下，保持封裝后芯片產(chǎn)品晶體管數(shù)量持續(xù)提升的方法，但是，Chiplet絕不是解決目前國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的“萬能神藥”，其局限和挑戰(zhàn)同樣很大，還會(huì)由于國內(nèi)的特殊情況而導(dǎo)致新的挑戰(zhàn)。
國產(chǎn)Chiplet背后的五大挑戰(zhàn)
盡管爭(zhēng)議頗多，但中國已經(jīng)開始布局和重視Chiplet技術(shù)的發(fā)展，畢竟美國企業(yè)已經(jīng)跑在了前面。
目前在國內(nèi)，華為海思半導(dǎo)體是最早研究Chiplet芯片的科技公司之一。后來，包括芯片IP公司芯原股份、長電科技、通富微電、寒武紀(jì)等企業(yè)都在發(fā)力Chiplet技術(shù)。據(jù)中國證券報(bào)統(tǒng)計(jì)，A股中布局Chiplet的概念股有8只。
同時(shí)，寒武紀(jì)第四代Al處理器MLUarch03、壁仞科技通用GPU BR100等一批基于Chiplet技術(shù)的國產(chǎn)芯片都已經(jīng)對(duì)外量產(chǎn)或測(cè)試使用。
去年12月27日，龍芯中科（688047.SH）宣布完成了一款面向服務(wù)器市場(chǎng)的32核CPU處理器“龍芯3D5000”的初樣芯片驗(yàn)證。而3D5000就是通過Chiplet技術(shù)，把兩個(gè)3C5000的硅片封裝在一起。龍芯預(yù)計(jì)將在2023年上半年向產(chǎn)業(yè)鏈伙伴提供樣片、樣機(jī)。
不過，雖然上述芯片基本都是國內(nèi)企業(yè)的設(shè)計(jì)、銷售，但是它們依然基于海外的制造和集成工藝，IP（知識(shí)產(chǎn)權(quán)）也不可避免的用到了美國技術(shù)，中國Chiplet產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化率較低。
僅芯片 IP 市場(chǎng)來看，2021年，英國Arm公司和美國Synopsys分別以40.4%、19.7%高市占率穩(wěn)居全球第一、第二位置，而中國大陸僅有芯原股份以3.3%的全球市占率擠進(jìn)前十名。
國產(chǎn)化率偏低背后原因，與制造能力和封裝技術(shù)企業(yè)支持力度較弱，部分EDA工具、高性能芯粒間互聯(lián)接口、測(cè)試技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)空白，以及缺少國內(nèi)廣泛接受的統(tǒng)一Chiplet標(biāo)準(zhǔn)等諸多因素有關(guān)。
吳華強(qiáng)表示，國內(nèi)具備Chiplet的基礎(chǔ)能力，但發(fā)展問題突出。他提到以下五點(diǎn)問題與挑戰(zhàn)：
制造能力同國外還存在差距，先進(jìn)封裝技術(shù)水平需要進(jìn)一步提升；
國內(nèi)缺少廣泛接受的統(tǒng)一Chiplet標(biāo)準(zhǔn)，多種標(biāo)準(zhǔn)分散，不利于形成合力，浪費(fèi)產(chǎn)業(yè)資源；
國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)不夠，企業(yè)開展Chiplet產(chǎn)品研制需要多方協(xié)調(diào)，自己彌合產(chǎn)業(yè)鏈，制約了技術(shù)創(chuàng)新的快速發(fā)展；
Chiplet技術(shù)難度高，中小企業(yè)面臨較高的門檻，既缺少相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，又無法獨(dú)立承擔(dān)大量的技術(shù)攻關(guān)，產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)刻不容緩；
部分EDA工具、高性能芯粒間互聯(lián)接口、測(cè)試技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)存在空白。
一位半導(dǎo)體行業(yè)人士對(duì)鈦媒體App表示，由于Chiplet可以延伸出很多新的封裝方案，比如臺(tái)積電提出的Passive Interposer（2.5D) 以及英特爾提出的Silicon Bridges等，但這些核心技術(shù) IP 并不會(huì)銷售給中芯國際、長電科技等。因此，一旦國內(nèi)芯片封裝公司想要做Chiplet，就需要大量的投資做研發(fā)、做測(cè)試驗(yàn)證等，而下游需求訂單是否真的存在，依然是一個(gè)未知數(shù)。
以國內(nèi)晶圓封裝“一哥”長電科技為例。2022年，該公司計(jì)劃資本開支60億元，占去年前三季度營收的四分之一左右，其中大部分都是投入包括Chiplet在內(nèi)的先進(jìn)封裝技術(shù)。另外長電還成立了設(shè)計(jì)服務(wù)事業(yè)部，去年11月向其全資子公司增資至10億元，主要為了獲得Chiplet設(shè)計(jì)訂單進(jìn)行協(xié)作和服務(wù)。但截至目前，長電科技并沒有公布相關(guān)客戶到底有多少、Chiplet市場(chǎng)規(guī)模化需求是否存在等。
“Chiplet推動(dòng)起來的難度主要在于中國企業(yè)普遍有技術(shù)的不自信。盡管很多企業(yè)都加入了英特爾、臺(tái)積電主導(dǎo)的Ucle聯(lián)盟，但英特爾并不能把相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行公開，尤其中國企業(yè)只是標(biāo)準(zhǔn)的貢獻(xiàn)者成員（contributor member）?！鄙鲜鲂袠I(yè)人士表示，很多企業(yè)在營收面前，都會(huì)對(duì)Chiplet投入保持謹(jǐn)慎態(tài)度。在短期商業(yè)需求沒那么確定下，大家都質(zhì)疑Chiplet是否可以全力去投入，還是說只能作為嘗試性項(xiàng)目。
吳華強(qiáng)建議，國內(nèi)需要構(gòu)建Chiplet產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，形成合力突圍，而且要打造Chiplet標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)品化、生態(tài)化。
“制定高質(zhì)量的國內(nèi)Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一行業(yè)接口，擴(kuò)大共同的芯粒市場(chǎng)；補(bǔ)足、拉通國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈條，建設(shè)完善的Chiplet產(chǎn)業(yè)；支持新商業(yè)模式、新業(yè)態(tài)的發(fā)展，打造繁榮活躍的創(chuàng)新環(huán)境；以高算力芯片等關(guān)鍵芯片為牽引．依靠市場(chǎng)機(jī)制牽引技術(shù)應(yīng)用，加快國內(nèi)Chiplet芯片產(chǎn)品化；加強(qiáng)國內(nèi)Chiplet生態(tài)建設(shè)，包括標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、產(chǎn)業(yè)鏈動(dòng)調(diào)機(jī)制建設(shè)、公共技術(shù)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)、開放的IP、芯粒資源池建設(shè)、參考流程研發(fā)等?！眳侨A強(qiáng)表示。
突圍芯片封鎖
Chiplet中國標(biāo)準(zhǔn)成為關(guān)鍵因子
隨著半導(dǎo)體戰(zhàn)略地位的愈加重要，各國政府、產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)也都開始關(guān)注到了Chiplet帶來的技術(shù)變革，紛紛在相關(guān)政策制定中提到Chiplet的重要性：
2017年，美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)發(fā)布了名為 “通用異構(gòu)集成和IP重用策略(CHIPS)〞的項(xiàng)目，提出Chiplet慨念，目標(biāo)是培育即插即用的模塊化芯片的生態(tài)體系，希望通過可復(fù)用的芯粒搭建復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式和軍工芯片設(shè)計(jì)體系；
2022年8月，美國總統(tǒng)拜登簽署的《芯片與科學(xué)法案》中包括PCAST提交的《振興美國半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)》，該文件中提到美國要打造一個(gè)包含完整軟件棧的Chiplet平臺(tái)，初創(chuàng)公司和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)可以將自己定制的芯粒、芯粒平臺(tái)集成在一起驗(yàn)證它們的創(chuàng)新方案，以大幅減少完成新產(chǎn)品驗(yàn)證所需要的成本和時(shí)間；
2022年10月，歐盟委員會(huì)更新 《關(guān)于建立歐洲開源硬件、軟件和 RISC-V技術(shù)主權(quán)的建議和路線圖》報(bào)告，建議構(gòu)建“Chiplet+轉(zhuǎn)接板”的歐洲生態(tài)系統(tǒng)，即以開源方式開發(fā)芯粒間的接口1P，以造成芯粒間接口的“事實(shí)” 標(biāo)準(zhǔn)，而且開發(fā)基于Chiplet的系統(tǒng)芯片基礎(chǔ)架構(gòu)，使中小企業(yè)、初創(chuàng)企業(yè)和行業(yè)能夠向“Chiplet+轉(zhuǎn)接板”技術(shù)路線邁進(jìn)。
吳華強(qiáng)直言，Chiplet技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)是生態(tài)之爭(zhēng)，標(biāo)準(zhǔn)是焦點(diǎn)，平臺(tái)是競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)。
2022年3月，英特爾、臺(tái)積電、三星聯(lián)手芯片封測(cè)龍頭日月光，攜AMD、Arm、高通、谷歌、微軟等科技行業(yè)巨頭推出了一個(gè)全新的通用芯片互連標(biāo)準(zhǔn)：通用小芯片快連（UCle）。旨在為小芯片互連定制一個(gè)新的開放標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)化相關(guān)流程，并提高來自不同制造商的小芯片之間的互操作性。這一標(biāo)準(zhǔn)之下，芯片制造商可以在合適的情況下混合構(gòu)建芯片。
隨后，芯原股份、燦芯半導(dǎo)體、芯來科技、芯和半導(dǎo)體、長電科技等諸多國內(nèi)芯片廠商也紛紛宣布加入U(xiǎn)CIe產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
“基于英特爾和臺(tái)積電技術(shù)的Chiplet標(biāo)準(zhǔn)，中國企業(yè)只能作為貢獻(xiàn)者成員，沒有話語權(quán)?！眳侨A強(qiáng)在他的演講PPT中直言不諱地指出，如果中國企業(yè)可以拉通建立自主體系，國內(nèi)Chiplet技術(shù)在未來兩、三年應(yīng)該有爆發(fā)機(jī)會(huì)。
實(shí)際上，生態(tài)建設(shè)是一項(xiàng)技術(shù)革命的關(guān)鍵，唯有越來越多的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)開始采用Chiplet設(shè)計(jì)的時(shí)候，才能使國內(nèi)整個(gè)Chiplet生態(tài)更成熟穩(wěn)定。
早在2020年8月，中科院計(jì)算所牽頭成立了中國計(jì)算機(jī)互連技術(shù)聯(lián)盟（CCITA），重點(diǎn)圍繞Chiplet小芯片和微電子芯片光I/O成立了2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工作組，并于2021年6月在工信部中國電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)立項(xiàng)了《小芯片接口總線技術(shù)》《微電子芯片光互連接口技術(shù)》2項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。小芯片接口標(biāo)準(zhǔn)制定，目前集結(jié)了國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈上下游六十多家單位共同參與研究。
2022年12月，中國首個(gè)Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，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(chǎng)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(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景、適配不同能力的技術(shù)供應(yīng)商，實(shí)現(xiàn)一種或者幾種成本低廉、重點(diǎn)針對(duì) Chiplet芯片架構(gòu)、可以覆蓋80%以上應(yīng)用場(chǎng)景的先進(jìn)封裝手段等。
盡管作為中國小芯片標(biāo)準(zhǔn)的主要發(fā)起人和起草人，郝沁汾反復(fù)向鈦媒體App強(qiáng)調(diào)，中國小芯片標(biāo)準(zhǔn)更偏重本土化的需求，與UCIe并不是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，而且CCITA已經(jīng)在考慮和英特爾UCIe在物理層上兼容，以降低IP廠商支持多種Chiplet標(biāo)準(zhǔn)成本。
但不可否認(rèn)的是，隨著美國政府對(duì)中國半導(dǎo)體的制裁步步升級(jí)，對(duì)于中國突圍先進(jìn)制程芯片發(fā)展短板，Chiplet中國標(biāo)準(zhǔn)將成為國內(nèi)芯片發(fā)展的關(guān)鍵因子，有助于推動(dòng)行業(yè)圍繞Chiplet技術(shù)形成更加廣泛的社會(huì)分工。
不過，先進(jìn)制程依然是整個(gè)半導(dǎo)體創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)，沒有先進(jìn)制程Chiplet很難有發(fā)展。中國在先進(jìn)制程和先進(jìn)封裝兩方面要齊頭并進(jìn)地推進(jìn)?！跋冗M(jìn)制程是基礎(chǔ)，是重中之重。如果說沒有好的晶體管，沒有好的die裸片，后面僅僅靠封裝達(dá)不到最好的效果?！彼卫^強(qiáng)對(duì)鈦媒體App表示。
北京半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長朱晶認(rèn)為，大家還是要冷靜看待Chiplet。Chiplet本質(zhì)上還是一個(gè)集成的技術(shù)，整體性能優(yōu)秀的前提是不能有任何一個(gè)短板，同時(shí)又加了互聯(lián)、散熱等一系列集成上的難點(diǎn)，所以Chiplet技術(shù)本身又制造了更多障礙。關(guān)于先進(jìn)工藝，中國不能有任何投機(jī)取巧的心理，就是沉淀下來踏踏實(shí)實(shí)的干，所有的抄近路都被堵死了，就不要再去企圖找到任何捷徑了，只能正面對(duì)抗。
中科院計(jì)算所研究員韓銀和表示，Chiplet未來主要將用于高性能領(lǐng)域，5年內(nèi)會(huì)形成Chiplet集成芯片，未來生態(tài)將會(huì)逐漸完善。
“中國需要形成共識(shí)，凝心聚力，抓佳歷史性的發(fā)展機(jī)遇，頭部產(chǎn)學(xué)研結(jié)構(gòu)密切協(xié)作，形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加速自主Chiplet技術(shù)成熟并產(chǎn)業(yè)化。”吳華強(qiáng)說。
（本文首發(fā)鈦媒體App，作者｜林志佳）