最近爆火的Chiplet是什么？

Chiplet是什么

Chiplet俗称芯粒，也叫小芯片，是将一类满足特定功能的die（裸片）通过die-to-die内部互联技术将多个模块芯片与底层基础芯片封装在一起，Chiplet是一种类似打乐高积木的方法，能将采用不同制造商、不同制程工艺的各种功能芯片进行组装，从而实现更高良率、更低成本。2022年3月，英特尔、AMD、Arm、台积电、三星、日月光、高通、微软、谷歌云、Meta十家巨头联合，发起了基于Chiplet的新互连标准UCIe。

像搭积木一样的Chiplet

其实Chiplet的概念早在10余年前就被提出，Marvell创始人周秀文博士在ISSCC2015大会上提出了Mochi架构的概念，他认为Mochi可成为诸多应用的基础架构。几年后，这个概念开花结果，在经济优势和市场驱动下，AMD、台积电、英特尔、英伟达等芯片巨头厂商嗅到了这个领域的市场机遇，形成了现在的Chiplet。

Chiplet或从另个维度来延续摩尔定律的“经济效益”：

随着半导体工艺制程持续向3nm/2nm推进，晶体管尺寸已经越来越逼近物理极限，所耗费的时间及成本越来越高，同时所能够带来的“经济效益”的也越来越有限，而Chiplet技术可从三个不同的维度来降本：

1、可大幅度提高大型芯片的良率：芯片的良率与芯片面积有关，随着芯片面积的增大而下降，通常掩膜尺寸700mm的设计通常会产生大约30%的合格芯片，而150mm芯片的良品率约为80%。通过Chiplet设计将大芯片分成小模块可以有效改善良率，降低因不良率导致的成本增加。

2、可降低设计的复杂度和设计成本：Chiplet通过在芯片设计阶段就将Soc按照不同功能模块分解成小芯粒，芯粒可以重复运用在不同芯片产品中，是一种新形式的IP复用，可大幅度降低芯片设计的复杂度和带来的成本累次增加。

3、 可降低芯片制造的成本：在Soc中的一些主要逻辑计算单元是依赖于先进工艺制程来提升性能，但其他部分对制程的要求并不高，一些成熟制程即可满足需求。将Soc进行Chiplet化后对于不同的芯粒可选择对应合适的工艺制程进行分开制造，不需要全部都采用先进制程在一块晶圆上一体化制造，极大降低芯片的制造成本。

总的来说呢，就是Chiplet可以降低制作芯片成本、提高芯片制造的良品率、降低设计的复杂度和设计成本。

未来该技术的应用前景将出现在哪些领域？

芯和半导体市场部负责人认为，相较之下AI人工智能、HPC高性能计算对于芯片的设计规模要求最高，这两个领域对于Chiplet技术的尝试会更加迫切。

芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民接受采访时表示，平板电脑应用处理器，自动驾驶领域处理器，数据中心应用处理器将会是Chiplet率先落地的应用领域。

我国可以依靠Chiplet技术实现半导体弯道超车吗？

戴伟民在今年6月的一场线上会议中表示，Chiplet技术能使中国构建计算机和电子设备核心的中央处理器 (CPU) 和图形处理器 (GPU) 的“战略库存”。

“Chiplet对中国解决（先进芯片技术）瓶颈具有重要意义......这项技术为中国提供了一个机会，可以囤积Chiplet处理器芯片，以便在后期需要时使用它们来生产更强大的处理器。”戴伟民表示。

中国计算机互连技术联盟（CCITA）秘书长、中科院计算所研究员郝沁汾接受媒体采访时表示，中国可以采用28nm成熟工艺的芯片，通过Chiplet封装方式，使其性能和功能接近16nm甚至7nm工艺的芯片性能。

不过，清华大学教授魏少军却认为，Chiplet处理器芯片是先进制造工艺的“补充”，而不是替代品。“其目标还是在成本可控情况下的异质集成。”

清华大学集成电路学院院长吴华强也表示，Chiplet不是先进芯片制造的替代品，但它们可能有助于中国建立“战略缓冲区”，提高本地的性能和计算能力，以制造用于数据中心服务器芯片。

魏少军认为，中国集成电路产业总体上还处在追赶的过程中，Chiplet的出现并不能带来这一态势的根本改变。不过，中国企业可以借助Chiplet更快地发展应用，促使其向标准芯粒方向转型。

中国芯

中国需要利用市场优势来发展芯片设计，尤其是模拟芯片和功率半导体等具有发展机遇的领域，并且提升本土软件生态系统培育能力，将国内芯片企业集中一起构建中国产业。

我国的半导体崛起追赶还是需要一段时间，不是仅靠一项技术就能实现的，还需要更多的技术的累积和沉淀，我们要相信国家崛起的必然，加油中国！