作為擴展復(fù)雜芯片和擺脫芯片光罩尺度限制的革命性解決方案，芯粒技術(shù)的應(yīng)用引起了整個行業(yè)的關(guān)注。為增進(jìn)大家對芯粒技術(shù)的認(rèn)識，本文將對使用芯粒技術(shù)時需要面對的挑戰(zhàn)予以介紹。如果你對芯粒技術(shù)具有興趣，不妨和小編一起來繼續(xù)往下閱讀哦。

一、芯粒

芯粒（Chiplet）是一種可平衡計算性能與成本，提高設(shè)計靈活度，且提升IP模塊經(jīng)濟(jì)性和復(fù)用性的新技術(shù)之一。芯粒實現(xiàn)原理如同搭積木一樣，把一些預(yù)先在工藝線上生產(chǎn)好的實現(xiàn)特定功能的芯片裸片，通過先進(jìn)的集成技術(shù)（如3D集成等）集成封裝在一起，從而形成一個系統(tǒng)芯片。

芯粒的核心在于高速互聯(lián)，對封裝工藝提出了更高的要求，尤其是專注于提升封裝體的復(fù)雜度和集成度的先進(jìn)封裝，長電科技（600584.SH）、通富微電（002156.SZ）都是封測領(lǐng)域的“佼佼者”。

二、使用芯粒技術(shù)需要面對的挑戰(zhàn)

1. 晶圓管理：效率最大化和成本最小化

采用芯粒技術(shù)的基本挑戰(zhàn)之一是復(fù)雜的晶圓管理。在基于芯粒的設(shè)計中，單個芯片可能由多個芯粒組成，每個芯粒組在單獨的晶圓上制造。

例如，帶有N個芯片的XPU需要N個晶圓，從而使制造、測試和組裝流程復(fù)雜化。通過異構(gòu)集成將這些不同的晶片合并成一個內(nèi)聚封裝會提升復(fù)雜性、時間敏感性，并增加出錯的可能性。

此外，管理每個設(shè)計中的多個晶片的成本也是一個重大障礙，對基于芯粒的方法的經(jīng)濟(jì)可行性提出了挑戰(zhàn)。

舉例說明：考慮一家使用芯粒技術(shù)開發(fā)高性能圖形處理器（GPU）的半導(dǎo)體公司。GPU由多個芯粒組組成，每個芯粒分別負(fù)責(zé)著色器處理、內(nèi)存管理和渲染等特定功能。

為了最大限度地提高晶圓管理的效率并降低成本，公司采用了先進(jìn)的調(diào)度算法，在專用晶圓上優(yōu)化每個芯粒的生產(chǎn)。

這一策略有助于簡化制造流程，確保每個晶片都符合所需的規(guī)格，從而提高生產(chǎn)流水線的成本效益。

2. 產(chǎn)量挑戰(zhàn)：提高芯片制造的良率

良率管理是半導(dǎo)體制造的一個重要方面，而芯片組則為這一過程帶來了新的復(fù)雜性。

雖然將面積較大的單一芯片拆分為設(shè)計復(fù)雜度較低的芯?？此凭哂辛悸噬系膬?yōu)勢，但隨著芯粒數(shù)量的增加，良率檢查流程變得越來越耗時耗力。管理多個芯粒的規(guī)格會使良率優(yōu)化過程變得更加復(fù)雜。

為緩解這一問題，有人建議將較大的功能塊合并到單個芯粒中，但在實現(xiàn)和管理所需良率方面仍存在挑戰(zhàn)。

業(yè)界必須解決這些良率難題，使芯片真正成為傳統(tǒng)單一集成芯片設(shè)計的可行替代方案。

舉例說明：一家半導(dǎo)體制造商正在生產(chǎn)用于下一代人工智能（AI）處理器的芯粒。

該公司認(rèn)識到與多芯粒相關(guān)的良率挑戰(zhàn)，因此投資先進(jìn)的機器學(xué)習(xí)算法，以分析每次生產(chǎn)運行的數(shù)據(jù)。

通過利用預(yù)測分析，制造商可以在生產(chǎn)流程早期發(fā)現(xiàn)潛在的良率問題，從而進(jìn)行主動調(diào)整，優(yōu)化生產(chǎn)條件。

這種方法不僅提高了整體生產(chǎn)率，還確保了最終的芯粒產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，降低了與產(chǎn)量相關(guān)的挫敗發(fā)生的可能性。

3. 測試效率：簡化流程，實現(xiàn)最佳性能

芯粒的測試效率是另一個重大障礙。由于每個芯粒都位于一個單獨的晶圓上，因此測試過程成為整個開發(fā)流程中一個關(guān)鍵的資源密集型環(huán)節(jié)。

整合多個晶片上分割出來的芯粒以創(chuàng)建最終硅芯片的做法擴大了測試要求，需要額外的資源和測試硬件。由此導(dǎo)致的測試成本增加。使人們對基于芯粒的設(shè)計與傳統(tǒng)集成方法相比的整體上是否更為“經(jīng)濟(jì)”產(chǎn)生了疑問。

業(yè)界必須開發(fā)簡化的測試流程，以優(yōu)化效率并最大限度地降低與芯粒測試相關(guān)的成本。

舉例說明：試想一家科技巨頭正在為智能手機開發(fā)基于芯粒的片上系統(tǒng)（SoC）。由于眾多芯粒提供不同的功能，測試效率成為一個關(guān)鍵問題。

該公司實施了一個全面的自動測試框架，該框架集成了每個芯片的獨特測試要求。該框架允許同時測試多個芯粒，大大減少了測試時間和資源需求。

因此，該公司實現(xiàn)了更高效的測試流程，確保了基于芯粒的SoC的可靠性和性能。

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