10月18日，市場研究機構(gòu) IDTechEx 發(fā)布的最新預(yù)測報告顯示，預(yù)計到2035年，全球基于Chiplet（小芯片）設(shè)計的服務(wù)器、電信、個人電腦、移動電話和汽車芯片市場規(guī)模將達到 4110 億美元，復(fù)合年增長率達 14.7%。

報告稱，在快速發(fā)展的半導(dǎo)體世界中，Chiplet 技術(shù)正在成為一種突破性的方法，可解決傳統(tǒng)單片系統(tǒng) （SoC） 設(shè)計面臨的許多挑戰(zhàn)。隨著摩爾定律的放緩，半導(dǎo)體行業(yè)正在尋求創(chuàng)新的解決方案，以提高性能和功能，而不僅僅是增加晶體管密度。Chiplet 提供了一條有前途的前進道路，為芯片設(shè)計和制造提供了靈活性、模塊化、可定制性、效率和成本效益。

AMD 和 Intel 等公司一直處于這項技術(shù)的前沿，AMD 的 EPYC 處理器和 Intel 的 Ponte Vecchio 數(shù)據(jù)中心 GPU 等產(chǎn)品展示了Chiplet在增加內(nèi)核數(shù)量和集成各種功能方面的潛力。

Chiplet 是分立的模塊化半導(dǎo)體元件，在集成到更大的系統(tǒng)之前是單獨設(shè)計和制造的。這種方法類似于模塊上的 SoC，其中每個chiplet都設(shè)計為與其他chiplet協(xié)同工作，因此需要在設(shè)計中進行協(xié)同優(yōu)化。Chiplet 的模塊化與關(guān)鍵的半導(dǎo)體趨勢保持一致，例如 IP Chiplet化、集成異構(gòu)性和 I/O 增量化。Chiplet 還與異構(gòu)集成和高級封裝有關(guān)。

為什么 Chiplet 越來越受歡迎？

摩爾定律的放緩使得在有限區(qū)域內(nèi)添加更多晶體管變得越來越困難。相反，重點已經(jīng)轉(zhuǎn)移到提高函數(shù)密度上，這是Chiplet設(shè)計擅長的領(lǐng)域。與此同時，開發(fā)工作越來越集中在系統(tǒng)級集成上，而不僅僅是晶圓制造。

Chiplet技術(shù)的采用是因為它能夠解決傳統(tǒng)單片芯片設(shè)計中固有的幾個關(guān)鍵限制。一個優(yōu)勢是它能夠克服光罩尺寸和內(nèi)存壁等限制，這些限制傳統(tǒng)上會阻礙半導(dǎo)體設(shè)備的性能和可擴展性。通過將芯片功能模塊化為離散的Chiplet，制造商可以更有效地優(yōu)化半導(dǎo)體材料和加工節(jié)點的使用。此外，Chiplet可以更好地利用晶圓角空間，并降低芯片缺陷率，這在傳統(tǒng)芯片設(shè)計中往往沒有得到充分利用，尤其是在需要更多功能的大型 SoC 中。分立元件在集成之前可以單獨進行測試和驗證。因此，制造產(chǎn)量增加，從而提高產(chǎn)出質(zhì)量并降低單位成本。此外，Chiplet有助于實現(xiàn)更靈活的設(shè)計過程，無需全新的芯片設(shè)計即可集成針對特定應(yīng)用量身定制的各種功能。這種靈活性不僅減少了開發(fā)時間和成本，而且還允許快速適應(yīng)不斷變化的技術(shù)需求。

Chiplet的性質(zhì)允許制造商從不同地區(qū)的多個供應(yīng)商處采購不同的零件。這種多元化減少了對任何單一供應(yīng)商或地理區(qū)域的依賴，從而增強了供應(yīng)鏈的彈性。在地緣政治緊張局勢和貿(mào)易限制的背景下，Chiplet技術(shù)通過降低與供應(yīng)中斷相關(guān)的風(fēng)險來提供戰(zhàn)略優(yōu)勢。通過采用Chiplet設(shè)計，公司可以更有效地應(yīng)對這些限制，確保關(guān)鍵組件的穩(wěn)定供應(yīng)，而不會嚴重依賴受政治不穩(wěn)定或貿(mào)易制裁影響的地區(qū)。

總的來說，這些因素使Chiplet技術(shù)成為尋求提高性能同時保持經(jīng)濟效率的制造商的有吸引力的選擇。

全球Chiplet市場正在經(jīng)歷顯著增長。預(yù)計到 2035 年將達到 4110 億美元，這是在數(shù)據(jù)中心和 AI 等行業(yè)的高性能計算需求的推動下。Chiplet的模塊化特性允許快速創(chuàng)新和定制，滿足特定的市場需求，同時減少開發(fā)時間和成本。

雖然Chiplet具有許多優(yōu)勢，但它們也帶來了新的挑戰(zhàn)。多個Chiplet的集成需要先進的互連技術(shù)和標準，以確保組件之間的無縫通信。熱管理是另一個關(guān)鍵領(lǐng)域，因為如果管理不當，功能密度增加會導(dǎo)致過熱。這些挑戰(zhàn)為供應(yīng)鏈中的各種參與者帶來了機會。例如，Chiplet設(shè)計中封裝的不同區(qū)域需要不同類型的底部填充材料來滿足特定需求，例如保護芯片本身，提供機械支撐和熱穩(wěn)定性，以及保護連接Chiplet的精密導(dǎo)線和焊球，防止分層或分離等問題。這就產(chǎn)生了對提高可靠性和性能的創(chuàng)新材料的需求。