备受关注的小芯片到底是什么呢?国内发布它的标准有何大意义?
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在后摩尔时代下,芯片的制程工艺难以进步,为了实现晶体管密度的突破,各厂商均在寻求新技术突破。其中,Chiplet(小芯片)技术今年就备受关注,英特尔、AMD、ARM等巨头均已推出小芯片架构,且还合作制定了小芯片标准UCIe。
当然,国内科企、科研团队也没闲着,近日,正式发布了国内首个Chiplet技术标准。那么,今年备受关注的小芯片到底是什么呢?国内发布它的标准有何大意义?
过去一年,在摩尔定律放缓以及芯片脱钩等多个因素下,Chiplet(小芯片,又称“芯粒”)技术被认为是提升算力密度的关键路径,成为了中国半导体产业重点关注的赛道之一。1月5日,美国、中国两家半导体企业不约而同公布基于Chiplet的先进芯片量产:
CES 2023开幕演讲上,美国芯片巨头AMD发布全球首个集成数据中心APU(加速处理器)芯片Instinct MI300,其采用5nm和6nm的先进Chiplet 3D封装技术,实现高达1460亿个晶体管,AI 性能比前代提升8倍以上,最快2023年下半年发货;国内晶圆封装龙头长电科技(600584.SH)宣布,公司XDFOI Chiplet高密度多维异构集成系列工艺已按计划进入稳定量产阶段,同步实现4nm节点多芯片系统集成封装产品出货。
实际上,Chiplet是一种芯片“模块化”设计方案,通过2.5D/3D集成封装等技术,能够将不同工艺节点、不同功能、不同材质的芯片,如同搭积木一样集成一个更大的系统级芯片(SoC)。与传统的SoC方案相比,Chiplet模式具有设计灵活性、成本低、上市周期短等优势,非常适用于高性能计算等领域。例如,搭配28nm、14nm等不同制程芯片,通过Chiplet等技术集成的芯片,可接近7nm芯片性能和作用,而且成本最高降低50%以上——设计一款5nm芯片的总成本接近5亿美元。而且,国产Chiplet有助于减少美国对先进技术封锁的影响。
根据钛媒体App编辑的统计,自2022年8月开始,“Chiplet”的百度中文搜索量突然猛增,周搜索指数最高增长6123倍。而在去年12月中的一周内,搜索量暴增1005倍,热度仅次于“布洛芬”、口罩和抗原等。这意味着,最近很多人开始在中文互联网上搜索、了解Chiplet半导体技术。
其实,早在2022年3月份,就有消息称,由中科院计算所、工信部电子四院以及多家国内芯片厂商合作,共同制定的小芯片(chiplet)标准:《小芯片接口总线技术要求》,已经完成草案并公示。
经过了大半年时间的酝酿,这份草案变成了正式小芯片标准,通过审定后正式发布。
12月16日,在第二届中国互连技术与产业大会上,国内集成电路领域相关企业和专家共同主导制定的《小芯片接口总线技术要求》团体标准,也是国内首个原生Chiplet技术标准,正式面向世界发布。
算上此前英特尔领衔,AMD、Arm、台积电、三星等十个芯片巨头加入制定的UCIe标准,全球已有两个小芯片技术标准。同时,众多科技巨头入局小芯片,比如苹果发布的M1 Ultra,采用的就是chiplet技术,将两枚M1 Max芯片“粘连”而成。
长电科技近日宣布,其XDFOIChiplet高密度多维异构集成系列工艺已成功进入稳定量产阶段。这意味着该公司的XDFOI技术已被应用于高性能计算、人工智能、5G、汽车电子等领域,为客户提供了轻薄、高速、低功耗的芯片成品制造解决方案。
XDFOI技术能将有机重布线堆叠中介层厚度控制在50微米以内,微凸点(μBump)中心距为40微米,实现在更薄和更小的单位面积内进行高密度的各种工艺集成。这样一来,芯片封装的集成度更高,模块功能更强,封装尺寸更小。
在全球半导体制造和封装领域,小芯片chiplets是目前最热门的技术之一。AMD和Intel已推出多款小芯片设计的芯片,而长电科技也在这一领域快速崛起。该公司的XDFOI封装技术已开始量产,并向国际客户生产了4nm节点的多芯片封装产品,最大封装体面积约为1500平方毫米。
长电科技的XDFOI技术的推出,为芯片制造领域带来了新的发展机会。在未来,随着长电科技的XDFOI技术得到进一步提升和改进,我们期待它能在更多领域得到广泛应用,为人类带来更多的便利和改善。小芯片chiplets技术的发展,将有助于推动芯片制造技术的进一步发展,促进芯片产业的升级和发展。
2022年,在汽车、手机、存储以及显卡等领域,国产品牌的表现都可圈可点。在上游技术领域,尤其是半导体及封装领域也取得了可喜可贺的成绩。由于全球存储颗粒供需关系的变化,特别是以中国长江存储、英韧等国产存储颗粒、主控芯片方案厂商的崛起以及产能的迅速增加,国产彻底摆脱了低质、黑片等关键词,而是给消费者带来了清一色的国产颗粒和主控的正规产品,性价比极高。这些对于消费者而言,2023年又多了许多优质的选择。
说到半导体领域,小芯片chiplets是半导体制造及封装领域最热门的技术之一,AMD、Intel已经推出了多款小芯片设计的芯片,如今国产也在这个领域快速追赶,并取得了很好的成绩。1月5日,长电科技宣布自家的XDFOI封装技术开始量产,并为国际客户生产了4nm多芯片封装产品。
据长电科技表示,公司XDFOIChiplet高密度多维异构集成系列工艺已按计划进入稳定量产阶段,同步实现国际客户4nm节点多芯片系统集成封装产品出货,最大封装体面积约为1500mm²的系统级封装。
目前,长电科技XDFOI技术可将有机重布线堆叠中介层厚度控制在50μm以内,微凸点(μBump)中心距为40μm,实现在更薄和更小单位面积内进行高密度的各种工艺集成,达到更高的集成度、更强的模块功能和更小的封装尺寸。同时,还可以在封装体背面进行金属沉积,在有效提高散热效率的同时,根据设计需要增强封装的电磁屏蔽能力,提升芯片成品良率。