近日，灵通酌量名目（OCP）的灵通域特定体绑缚构（ODSA）名目组发布了一篇名为《BUSINESS ANALYSIS OF CHIPLET-BASED SYSTEMS AND TECHNOLOGY》的讲解，讲解转头了亚德诺半导体、恩智浦、英特尔等9家公司/机构提议的发展Chiplet濒临的挑战。

晶上寰宇商议团队集合讲解内容，分析了Chiplet规模市集化从工夫及产业角度永别受到哪些要素的影响，以及Chiplet工夫以前发展旅途。

Chiplet四肢延伸摩尔定律的迫切工夫道路之一，自工夫降生起就被寄以厚望。广大行业巨头、顶尖科研机构纷繁投身商议与攻关，奋力于于早日将Chiplet推向市集，但现阶段Chiplet的生意化仍濒临着一些有待科罚的工夫及产业勤奋。

文章权归作家通盘。

原文作家： 司逸

01 Chiplet生意化得手与否受多工夫秩序影响

性能与本钱的均衡是工夫产业化过程中眷注的重中之重。Chiplet工夫不单是是芯片联想秩序的变革性更始，还与卑劣封装、测试等秩序紧密有关，因此，要集合通盘半导体联想全历程概括酌量。而这些关联导致Chiplet的生意化受到多工夫秩序的影响。

图 Chiplet系统联想与半导体产业全历程紧密有关

Chiplet系统集成的给与是要津第一步

Chiplet的系统架构对系统的面积、本钱、功耗和性能齐具有迫切影响，同期也会影响D2D接口给与、封装等工夫秩序。因此，在联想周期的启动阶段就要全面考量进行给与。Chiplet系统架构主要分为两大类，永别是异质集成和同质集成。

表 Chiplet系统架构

Die-to-Die接口互连是主要挑战

尺度化的Chiplet接口雷同乐高积木之间的匹配才气，关于可重用Chiplet的收场至关迫切。Chiplet接口分为四层：物理层、链路层、传输层和公约层。时常，两个孤苦的Chiplet需要兼容通盘层确保互操作性，另一种情况是使用FPGA Chiplet充任两个不同公约或接口之间的桥梁。给与Chiplet接口需要酌量诸多参数，需集合各式接口公约的不同特质，凭据明确的方针给与D2D接口。主流的四种Chiplet接口（AIB、BoW、UCIe、XSR）对比如下。

图 AIB、BoW、UCIe和XSR/USR之间的D2D接口比较（ODSA小组于2020年创建）

Chiplet封装本钱受多迫切素影响

跟着摩尔定律堕入瓶颈，Chiplet被视为是通过封装工夫进步晶体管密度的一条新工夫旅途。跟着互连带宽的进步，互连密度相应进步，对封装工夫的条款也越来越高，其本钱也随Chiplet带宽和性能的加多而加多。若何凭据Chiplet系统条款，探索骄矜性能意见和本钱限定的封装工夫，厘清影响封装本钱的要素是要津。

① 系统架构

系统架构是影响封装本钱的要素之一。以异构集成为例，封装工夫的要津属性及相对本钱见下表。另外，也需同期酌量散热等其他系统参数。

图 异构集成封装工夫的要津属性及相对本钱

② 互连系口

互连系口与其所需的封装工夫密切有关，接口参数可径直改造为封装需求。因此，不同的互连系口会带来不同的封装本钱。

图 互连系口参数与封装需求的对应联系

*混杂键合在晶圆厂完成 图 Chiplet集成工夫I/O间距和相对的封装本钱(层压板=1)

③ 封装工夫

封装工夫的先程度度和练习度关于封装本钱的影响最径直。举例I/O间距小于50um的接口，时常需要扇出（RDL）、桥接器或中介层工夫，这些齐将加多封装本钱。因此高带宽接口适用于平均销售价钱（ASP）较高的居品。跟着TSV（硅通孔）和混杂键合等集成工艺变得愈加练习，使用这些工夫进行Chiplet集成的本钱将有所裁汰。

Chiplet给测试秩序带来新教诲

测试秩序径直决定着最终居品的可靠性，且能趁早发现故障芯片来裁汰本钱，因此科学的可测试性联想（DFT）可收场高收益/本钱比。比较于传统SoC，Chiplet需要通过更为复杂的测试确保通盘系统的可靠性，同期要兼顾测试准确性和测试速率。这就给测试秩序的本钱戒指带来了挑战。

02 Chiplet本钱上风杰出，但市集灵通挑战颇多

对比SoC的基本本钱结构，Chiplet在芯片联想、外部IP以及最终测试方面本钱上风显明。

图 单片和基于Chiplet的系统的本钱比较

此外，Chiplet工夫还带来三方面的本钱缩减。

第一，大尺寸芯片被拆分红小尺寸芯粒，产量和良率得以进步，足以弥补封装和测试秩序的腾贵本钱。

第二，芯片工艺节点越先进，本钱越高。Chiplet凭据芯粒性能需求诓骗混杂工艺工夫制造，唐突在性能和本钱之间充分获取均衡。

第三，芯粒复用唐突加速居品上市时辰，进步居品的市集占有率及人命周期，继而创造更高的利润率。

尽管Chiplet比较于市集练习居品在本钱上具备显明的上风，但距离规模化导入市集，还存在一些潜在待科罚的产业化问题。

收场芯粒的互操作性。Chiplet系统中多个小芯粒需要唐突无缝地协同责任，收场举座功能最大化。现阶段业内正尝试通过发展Chiplet互连系口来收场互操作性。骄矜稀奇功能芯粒的需求。需要开发用于诊疗的芯粒来桥接不同接口、开采特殊芯粒等。买通供应链秩序，如封装、分销、KGD（良品裸晶粒）。受限于封装工夫的发展水平，Chiplet封装的交货时辰、产量、本钱齐比较不成控；由于产业发展刚刚起步，分销系统还处于低级阶段；系统集成后通盘芯粒的KGD最终测试科罚决策有待商议。促进Chiplet联想尺度化。股东Chiplet联想的尺度化关于其生意化奉行十分迫切，包括Chiplet异构集成模子的尺度化、数据交换的灵通尺度模式（Open Standard Format for Chiplet Data Exchange）以及Chiplet异构集成责任历程的尺度化等。

03 工夫与生态双重计谋，股东Chiplet生意化程度

尽管Chiplet工夫及产业发展濒临诸多挑战，但四肢以前半导体行业的迫切发展标的，Chiplet工夫的生意化仍然值得期待。

集合Chiplet工夫面前的发展近况概括来看，Chiplet的发展旅途应重心考量若何裁汰工夫本钱以及从哪些角度构建邃密的生态。另外，基于我国的发展情况，Chiplet的生意化需迎接更大的挑战。

（一）厘清要津工夫与本钱关联，明确工夫发展重心

Chiplet波及的几项中枢工夫均与本钱密切有关。一方面，工夫的卓越可能会导致本钱的飞腾，但另一方面，工夫的详尽化和优化也不错裁汰本钱。

生意化程度需要工夫更始与本钱戒指相集合。只须在工夫更始的同期，保抓本钱的可戒指性，才气收场生意化的可抓续发展。

为了面对这一挑战，应先对Chiplet各要津工夫与本钱、性能之间的联系进行真切分析，包括评估不同工夫旅途对本钱及性能的影响，细目若何给与合适的工夫（旅途或练习度）来均衡本钱与性能。然后凭据生意化意见和市集需求对工夫进行优先级排序，明确工夫发展重心，将有限资源辘集参加到最具后劲的工夫规模。

（二）细陌生态构建想路，打造邃密的生态基础

Chiplet面前边临的市集挑战，不错视为是生态系统的问题，主要想路是确立工夫尺度和若何科罚供应链的复杂性。

Chiplet工夫尺度的制定是促进工夫的尺度化、互操作性和可抓续发展的要津。不错长入工夫秩序和法律评释，有助于放手工夫壁垒，促进产业尺度化。这使得不同厂商的Chiplet居品唐突奉命沟通的工夫秩序，提高互操作性，裁汰开发本钱，加速居品上市速率和应用普及。集合Chiplet工夫发展的需求，应股东通用接口尺度、芯粒封装尺度、芯粒互连尺度、测试和考据尺度、安全和可靠性尺度等一系列工夫尺度实在立。

另外，Chiplet工夫波及到多个供应商提供不同的芯粒，因此供应链很是复杂。对此，可尝试构建Chiplet微生态系统，系统需包括芯片联想、制造、封装、测试、供应链料理、应用开发等各个秩序，以及与之有关的各式调解伙伴、生态应用场景等，收场通盘产业链的协同更始和共同发展。并在此基础上制定生态系统建设的尺度和指南，包括生态系统的构建原则、调解伙伴联系料理、生态应用场景开发等，以营救Chiplet工夫的生态系统建设和发展，促进Chiplet工夫的快速发展和生意化应用。

（三）中国Chiplet工夫发展处于波折，生意化谈路愈加漫长

前述发展Chiplet濒临的工夫和市集挑战关于我国而言一样存在，但我国Chiplet发展旅途的蓄意还需凭据国内骨子发展情况进行考量。当今，国际企业在Chiplet规模已得手推出生意化居品，比较之下，我国Chiplet工夫发展依次相对缓缓。

国内处于工夫波折的原因主如果：现阶段国内股东Chiplet工夫发展的中坚力量是科研院所，而非龙头型企业。国内企业出于对工夫本钱、市集风险等多方面的考量，工夫发展的标的仍辘集于追逐先进制程，在原有赛谈上进行冲突。

在这种工夫开发主体各异的发展模式下，国内Chiplet工夫应用奉行、生态构建以及规模生意化的难度更大。因此，我国可参考国际发展模式和教育，凭据自己情况给与相宜原土发展的工夫道路。

文章权归作家通盘。

原文作家： 司逸