Chiplet（芯粒），能否实现半导体弯道超车？

前段时间，美国已正式敲定了《芯片和科学法案》，中美半导体竞争加剧，Chiplet（芯粒）这个半导体新概念也是爆火。由于美国限制在大陆地区14nm以下半导体设备，而Chiplet能够突破封锁，颇有弯道超车意味。

有了“Chiplet”的概念，大港股份也是走出了连板行情，股价更是创了历史新高。

不过枪打出头鸟，大港股份赶紧出来辟谣，未涉及Chiplet相关业务。所以说，就算是炒作，也得找到了正确的对象，否则容易造成“误伤”。

今天呢，飞鲸投研就来介绍一下“Chiplet”以及相关的重点标的。

一、Chiplet

1.什么是Chiplet？

目前，摩尔定律逐渐放缓，“后摩尔时代”已经到来。根据摩尔定律，半导体芯片上集成的晶体管和电阻数量将每18到24个月将增加一倍。但摩尔定律发展至今已经有50多年，随着半导体工艺的进步，要在同等面积大小的区域里放进更多的硅电路，比如漏电流增加、散热问题增加、时钟频率增长减慢等问题已经不可避免的增加。

芯片制程工艺发展到10nm以下水平后，“摩尔定律”迭代进度放缓、芯片成本攀升问题逐步显露，单纯靠系统级芯片提高性能已经变得更加困难，5nm往下的4nm，3nm等工艺技术，即便取得制程突破，也未必在性能和功耗之间保持平衡。“后摩尔时代”从系统应用为出发点，不执着于晶体管的制程缩小，将各种技术进行异质整合的先进封装技术成为“超越摩尔”的重要路径。

Chiplet：延续摩尔定律的新技术，在摩尔定律日趋放缓的当下，有望延续摩尔定律的“经济效益”。

Chiplet又称芯粒或者小芯片，它是将一类满足特定功能的die（裸片），通过die-to-die内部互联技术实现多个模块芯片与底层基础芯片封装在一起，形成一个系统芯片，以实现一种新形式的IP复用。

看上去是不是非常难懂，其实我们只需要明白它是一种先进封装技术就行了，某种程度可以实现对先进制程替代，说白了可以避开美国对我们先进半导体设备的封锁。

2.Chiplet国内发展

对于中国半导体而言，后摩尔时代Chiplet是中国与国外技术差距相对较小的封装技术领域，国内企业紧跟产业趋势，大力投入研发，积极参与融入UCIe大生态，有望在Chiplet行业技术上乘势而上，实现突破。

3.Chiplet市场规模

据Omdia报告，到2024年，“Chiplet”的市场规模将达到58亿美元，2035年则超过570亿美元，“Chiplet”的全球市场规模将迎来快速增长。

Chiplet给中国带来了新的产业机会：

（1）芯片设计环节能够降低大规模芯片设计的门槛。

（2）芯原这类IP供应商可以更大地发挥自身的价值，从半导体IP授权商升级为Chiplet供应商，在将IP价值扩大的同时，还有效降低了芯片客户的设计成本，尤其可以帮助系统厂商、互联网厂商这类缺乏芯片设计经验和资源的企业，发展自己的芯片产品。

（3）国内的芯片制造与封装厂可以扩大自己的业务范围，提升产线的利用率。尤其是在发展先进工艺技术受阻时，还可通过Chiplet的方式来继续参与先进和前沿芯片技术的发展。

二、Chiplet的优势

与传统的SoC方案相比，Chiplet模式具有设计灵活性、成本低、上市周期短三方面优势，在摩尔定律放缓后被视为中国半导体企业弯道超车的机会。

1.Chiplet模式可以自由选择不同分区的工艺节点。

传统的SoC芯片在制造上必须选择相同的工艺节点，然而不同的芯片的工艺需求不同。如逻辑芯片、模拟芯片、射频芯片、存储器等往往成熟制程节点是不同的，模拟芯片如果采用高级制程可能会导致漏电、噪声等问题，SoC芯片统一采用相同的制程则会造成一定的麻烦。而Chiplet模式则可以自由选择不同裸芯片的工艺，然后通过先进封装来进行组装，相比SoC则更具灵活性，优势明显。

2.Chiplet模式有利于提高良率，降低制造降低成本。

传统SoC架构会增大单芯片面积，这会增大芯片制造过程中的难度，由缺陷密度带来的良率损失会增加，从而导致SoC芯片的制造成本提升。而Chiplet方案将大芯片分为多个裸芯片，单位面积较小，相对而言良率会有所提升，从而降低其制造成本。

3.Chiplet模式可以实现产品重复使用，缩短产品上市周期。

由于SoC方案采用统一的工艺制程，导致SoC芯片上的各部分要同步进行迭代，这使得SoC芯片的迭代进程放缓。Chiplet模式可以对芯片的不同单元进行选择性迭代，迭代部分裸芯片后便可制作出下一代产品，大幅缩短产品上市周期。

三、重点标的

1.通富微电

通富微电是先进封装“Chiplet”概念最正宗的标的。

公司是以“合资+合资”方式深度绑定AMD，在2021年公司收入有超50%来自于AMD。公司同时也是长江存储、兆易创新、英飞凌、ST、联发科、韦尔股份等国内外著名企业的深度合作对象，目前公司已经是全球第五大封装测试厂商。

公司在Chiplet、WLP、SiP、Fanout、2.5D、3D堆叠等方面均有布局和储备，现已具备Chiplet先进封装技术大规模生产能力，其中7nm产品已大规模量产，5nm产品已完成研发即将量产。

2.芯原股份

“Chiplet ”开启了半导体IP的新型复用模式。每个“芯粒”可以近似看成一个IP，由于互联互通技术，半导体设计公司只需要购买相应的IP，就能完成半导体“即插即用”，降低较大规模芯片的设计时间和风险。

芯原股份是大陆排名第一、全球排名前七的半导体IP供应商。公司今年已经成为UCIe联盟的企业之一，UCIe互联标准对Chiplet的发展具有重要的推动作用，该联盟计划计划于2022年至2023年，继续推进高端应用处理器平台Chiplet方案的迭代研发工作，并通过客户合作项目、产业投资等，持续推进Chiplet在平板电脑、自动驾驶、数据中心等领域的产业化落地进程，芯原有可能是全球第一批面向客户推出Chiplet商用产品的企业。

3.华峰测控

Chiplet方案的落地的关键便在于先进封装技术的实现，这对封装设备提高了要求及需求。如Chiplet方案设计大量裸芯片，封测过程需要对大量芯片进行测试以保证最后芯片成品良率。

华峰测控是国内半导体后道测试设备龙头，目前已经拥有Soc芯片测试机的制造能力和雄厚的研发能力、团队实力，在Chiplet时代到来之际，公司有望持续受益。

四、总结

Chiplet作为先进封装市场的一份子，给全球的半导体封装环节提供了多一种可能性。但是，Chiplet模式目前还暂时存在对先进封装技术要求高、散热能力差等问题，这些增加都给制造芯片提出了新的技术难题。

总而言之，这条赛道，还是充满了机遇和挑战的，大家可以持续关注一下。

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来源：飞鲸投研