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當(dāng)前位置:首頁(yè) > 工業(yè)控制 > 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化
[導(dǎo)讀]為了適應(yīng)不斷提高的帶寬需求、設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、新工藝的出現(xiàn)以及多學(xué)科技術(shù)的整合等要求,半導(dǎo)體行業(yè)正在經(jīng)歷指數(shù)性增長(zhǎng)和更加快速的變化,所有這些又都是在越來(lái)越短的開(kāi)發(fā)周期和越來(lái)越激烈的競(jìng)爭(zhēng)背景下發(fā)生的。

為了適應(yīng)不斷提高的帶寬需求、設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、新工藝的出現(xiàn)以及多學(xué)科技術(shù)的整合等要求,半導(dǎo)體行業(yè)正在經(jīng)歷指數(shù)性增長(zhǎng)和更加快速的變化,所有這些又都是在越來(lái)越短的開(kāi)發(fā)周期和越來(lái)越激烈的競(jìng)爭(zhēng)背景下發(fā)生的。在軟件和硬件等技術(shù)驅(qū)動(dòng)的其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,正在通過(guò)建立一系列開(kāi)放的聯(lián)盟和開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解決類似的挑戰(zhàn)。本文并不想在此列出所有開(kāi)放式聯(lián)盟的名字,開(kāi)放式計(jì)算項(xiàng)目(Open Compute Project)、開(kāi)放式數(shù)據(jù)路徑(Open Data Path)和Linux基金會(huì)等只是其中一些最突出的例子。但目前還有一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域沒(méi)有采納這種開(kāi)放式的合作,這就是多芯片模塊(MCM),它是將多個(gè)半導(dǎo)體晶片封裝在一起,從而在一個(gè)單一封裝中能夠創(chuàng)建一個(gè)完整的系統(tǒng)。

MCM的概念已經(jīng)在業(yè)界存在了一段時(shí)間,這種方式具有多種技術(shù)和市場(chǎng)方面的優(yōu)勢(shì),其中包括:

更高的良率 --- 通過(guò)將硅片分割成多個(gè)晶片,而不是構(gòu)建低良率、高成本(甚至有時(shí)無(wú)法制造)的大型單一芯片,可以顯著提高每個(gè)組件乃至整體解決方案的良率。更高的良率最終轉(zhuǎn)化為成本的降低。

優(yōu)化的工藝 --- 最終的MCM產(chǎn)品是由采用不同制造工藝的混合匹配(mix-and-match)單元構(gòu)成,因而可以針對(duì)具有相似特性的特定IP模塊進(jìn)行工藝優(yōu)化。

多個(gè)制造工廠 --- 可以利用具有獨(dú)特功能的不同生產(chǎn)線來(lái)創(chuàng)建特定產(chǎn)品。

產(chǎn)品種類 --- 通過(guò)組合不同數(shù)量和類型的器件可以輕松地創(chuàng)建新產(chǎn)品,從而形成創(chuàng)新和成本優(yōu)化的MCM。

縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期 --- 每個(gè)晶片都可以獨(dú)立升級(jí),這樣可以很容易地增強(qiáng)新產(chǎn)品的功能和/或糾正特定晶片內(nèi)問(wèn)題的能力。例如,可以給新產(chǎn)品集成全新的I/O接口,而無(wú)需重新設(shè)計(jì)和改變解決方案中那些能夠穩(wěn)定運(yùn)行的部分,從而避免浪費(fèi)時(shí)間和金錢(qián)。

規(guī)模經(jīng)濟(jì) --- 每種晶片都可以在多種應(yīng)用和產(chǎn)品中重復(fù)使用,從而能夠提高量產(chǎn)的批量和良率,進(jìn)而提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)投入的總體回報(bào)。

將較大的半導(dǎo)體器件細(xì)分為多個(gè)小晶片并將它們安裝在MCM上,這已經(jīng)成為印刷電路板(PCB)中新的趨勢(shì),這種MCM具有更小的占位面積,更低的功耗,更高的性能和更多擴(kuò)展的功能。

現(xiàn)在,我們可以想象一下,上面列出的優(yōu)勢(shì)并不局限于某個(gè)芯片供應(yīng)商,而是可以由整個(gè)行業(yè)共享。通過(guò)開(kāi)放和規(guī)范化晶片之間的接口,就能夠引入一個(gè)真正的開(kāi)放平臺(tái),在此平臺(tái)下,來(lái)自不同公司,且具有各自技術(shù)專長(zhǎng)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì),就能夠創(chuàng)造超出任何一個(gè)單打獨(dú)斗的公司所能及的各種新產(chǎn)品。

這正是USR聯(lián)盟所要倡導(dǎo)實(shí)施的所在。USR聯(lián)盟已經(jīng)定義了超短距離(USR)鏈路,針對(duì)單一封裝中所含組件之間的非常短距離通信進(jìn)行了優(yōu)化?,F(xiàn)有的跨越封裝邊界和連接器的超短距離(VSR)PHY需要面對(duì)一些不屬于封裝內(nèi)部的技術(shù)挑戰(zhàn),而USR鏈路則可以提供更高的帶寬,更低的功耗和更小的芯片尺寸。此外,USR PHY是基于多線差分信號(hào)傳輸技術(shù),專門(mén)針對(duì)MCM環(huán)境而進(jìn)行了優(yōu)化。

有很多應(yīng)用都可以通過(guò)USR鏈路實(shí)施,例如CPU、交換機(jī)和路由器、FPGA、DSP、模擬組件和各種長(zhǎng)距離電光接口等等。

圖1: 一種可能的MCM布線實(shí)例

作為USR聯(lián)盟的一個(gè)積極推動(dòng)者,Marvell公司正在努力建造一個(gè)關(guān)于互操作組件、互連、協(xié)議和軟件的生態(tài)系統(tǒng),以幫助半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)為市場(chǎng)帶來(lái)更多的價(jià)值。USR聯(lián)盟正在與業(yè)界和其他標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)組織合作,共同創(chuàng)建PHY、MAC和軟件標(biāo)準(zhǔn)以及互操作性協(xié)議,同時(shí)為了確保廣泛的互操作性,也在推動(dòng)開(kāi)發(fā)關(guān)于USR應(yīng)用(包括認(rèn)證計(jì)劃)的完整生態(tài)系統(tǒng)。

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