備受關注的小芯片到底是什么呢?國內發(fā)布它的標準有何大意義?
在后摩爾時代下,芯片的制程工藝難以進步,為了實現晶體管密度的突破,各廠商均在尋求新技術突破。其中,Chiplet(小芯片)技術今年就備受關注,英特爾、AMD、ARM等巨頭均已推出小芯片架構,且還合作制定了小芯片標準UCIe。
當然,國內科企、科研團隊也沒閑著,近日,正式發(fā)布了國內首個Chiplet技術標準。那么,今年備受關注的小芯片到底是什么呢?國內發(fā)布它的標準有何大意義?
過去一年,在摩爾定律放緩以及芯片脫鉤等多個因素下,Chiplet(小芯片,又稱“芯?!?技術被認為是提升算力密度的關鍵路徑,成為了中國半導體產業(yè)重點關注的賽道之一。1月5日,美國、中國兩家半導體企業(yè)不約而同公布基于Chiplet的先進芯片量產:
CES 2023開幕演講上,美國芯片巨頭AMD發(fā)布全球首個集成數據中心APU(加速處理器)芯片Instinct MI300,其采用5nm和6nm的先進Chiplet 3D封裝技術,實現高達1460億個晶體管,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高密度多維異構集成系列工藝已按計劃進入穩(wěn)定量產階段,同步實現4nm節(jié)點多芯片系統(tǒng)集成封裝產品出貨。
實際上,Chiplet是一種芯片“模塊化”設計方案,通過2.5D/3D集成封裝等技術,能夠將不同工藝節(jié)點、不同功能、不同材質的芯片,如同搭積木一樣集成一個更大的系統(tǒng)級芯片(SoC)。與傳統(tǒng)的SoC方案相比,Chiplet模式具有設計靈活性、成本低、上市周期短等優(yōu)勢,非常適用于高性能計算等領域。例如,搭配28nm、14nm等不同制程芯片,通過Chiplet等技術集成的芯片,可接近7nm芯片性能和作用,而且成本最高降低50%以上——設計一款5nm芯片的總成本接近5億美元。而且,國產Chiplet有助于減少美國對先進技術封鎖的影響。
根據鈦媒體App編輯的統(tǒng)計,自2022年8月開始,“Chiplet”的百度中文搜索量突然猛增,周搜索指數最高增長6123倍。而在去年12月中的一周內,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網上搜索、了解Chiplet半導體技術。
其實,早在2022年3月份,就有消息稱,由中科院計算所、工信部電子四院以及多家國內芯片廠商合作,共同制定的小芯片(chiplet)標準:《小芯片接口總線技術要求》,已經完成草案并公示。
經過了大半年時間的醞釀,這份草案變成了正式小芯片標準,通過審定后正式發(fā)布。
12月16日,在第二屆中國互連技術與產業(yè)大會上,國內集成電路領域相關企業(yè)和專家共同主導制定的《小芯片接口總線技術要求》團體標準,也是國內首個原生Chiplet技術標準,正式面向世界發(fā)布。
算上此前英特爾領銜,AMD、Arm、臺積電、三星等十個芯片巨頭加入制定的UCIe標準,全球已有兩個小芯片技術標準。同時,眾多科技巨頭入局小芯片,比如蘋果發(fā)布的M1 Ultra,采用的就是chiplet技術,將兩枚M1 Max芯片“粘連”而成。
長電科技近日宣布,其XDFOIChiplet高密度多維異構集成系列工藝已成功進入穩(wěn)定量產階段。這意味著該公司的XDFOI技術已被應用于高性能計算、人工智能、5G、汽車電子等領域,為客戶提供了輕薄、高速、低功耗的芯片成品制造解決方案。
XDFOI技術能將有機重布線堆疊中介層厚度控制在50微米以內,微凸點(μBump)中心距為40微米,實現在更薄和更小的單位面積內進行高密度的各種工藝集成。這樣一來,芯片封裝的集成度更高,模塊功能更強,封裝尺寸更小。
在全球半導體制造和封裝領域,小芯片chiplets是目前最熱門的技術之一。AMD和Intel已推出多款小芯片設計的芯片,而長電科技也在這一領域快速崛起。該公司的XDFOI封裝技術已開始量產,并向國際客戶生產了4nm節(jié)點的多芯片封裝產品,最大封裝體面積約為1500平方毫米。
長電科技的XDFOI技術的推出,為芯片制造領域帶來了新的發(fā)展機會。在未來,隨著長電科技的XDFOI技術得到進一步提升和改進,我們期待它能在更多領域得到廣泛應用,為人類帶來更多的便利和改善。小芯片chiplets技術的發(fā)展,將有助于推動芯片制造技術的進一步發(fā)展,促進芯片產業(yè)的升級和發(fā)展。
2022年,在汽車、手機、存儲以及顯卡等領域,國產品牌的表現都可圈可點。在上游技術領域,尤其是半導體及封裝領域也取得了可喜可賀的成績。由于全球存儲顆粒供需關系的變化,特別是以中國長江存儲、英韌等國產存儲顆粒、主控芯片方案廠商的崛起以及產能的迅速增加,國產徹底擺脫了低質、黑片等關鍵詞,而是給消費者帶來了清一色的國產顆粒和主控的正規(guī)產品,性價比極高。這些對于消費者而言,2023年又多了許多優(yōu)質的選擇。
說到半導體領域,小芯片chiplets是半導體制造及封裝領域最熱門的技術之一,AMD、Intel已經推出了多款小芯片設計的芯片,如今國產也在這個領域快速追趕,并取得了很好的成績。1月5日,長電科技宣布自家的XDFOI封裝技術開始量產,并為國際客戶生產了4nm多芯片封裝產品。
據長電科技表示,公司XDFOIChiplet高密度多維異構集成系列工藝已按計劃進入穩(wěn)定量產階段,同步實現國際客戶4nm節(jié)點多芯片系統(tǒng)集成封裝產品出貨,最大封裝體面積約為1500mm2的系統(tǒng)級封裝。
目前,長電科技XDFOI技術可將有機重布線堆疊中介層厚度控制在50μm以內,微凸點(μBump)中心距為40μm,實現在更薄和更小單位面積內進行高密度的各種工藝集成,達到更高的集成度、更強的模塊功能和更小的封裝尺寸。同時,還可以在封裝體背面進行金屬沉積,在有效提高散熱效率的同時,根據設計需要增強封裝的電磁屏蔽能力,提升芯片成品良率。