国内首个原生Chiplet技术标准发布

在经历将近一年的漫长等待后，中国自己的“小芯片”标准终于有了实质性进展。

继2021年Chiplet标准立项之后，在2022年12月16日“第二届中国互联技术与产业大会”上，首个由中国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》团体标准正式通过工信部中国电子工业标准化技术协会的审定并发布。

这是中国首个原生集成电路Chiplet技术标准，对中国集成电路产业延续“摩尔定律”，突破先进制程工艺限制，探索先进封装工艺技术具有重要意义。作为突破摩尔定律限制的重要技术思路，Chiplet可以有效地平衡芯片效能、成本以及不良率之间的关系，一度成为半导体厂商们竞逐的方向。不过，Chiplet要实现更大范围内的应用，就需要混合来自多家芯片厂商或多个工艺节点的裸片，可能会涉及多家各种功能芯片的设计、互连、接口。正是由于缺少统一的标准，Chiplet发展阻碍重重。

而上述标准的制定，旨在为中国半导体厂商在Chiplet领域的发展制定相对统一的标准，提高来自不同制造商的小芯片之间的互操作性。

后摩尔时代的机遇

近几十年来，芯片制造工艺基本按摩尔定律发展，单位面积芯片可容纳晶体管数目大约每18个月增加一倍，芯片性能与成本均得到改善。但随着工艺迭代至7nm、5nm、3nm及以下，先进制程的研发成本及难度提升，开发先进制程的经济效益逐渐受到质疑。

Chiplet模式将芯片的不同功能分区制作成裸芯片，再通过先进封装的形式以类似搭积木的方式实现组合，通过使用基于异构集成的高级封装技术，使得芯片可以绕过先进制程工艺，通过算力拓展来提高性能并减少成本、缩短生产周期。

总的来说，Chiplet是一种将多种芯片（如I/O、存储器和IP核）在一个封装内组装起来的高性能、成本低、产品上市快的解决方案。而高性能计算需求推动Chiplet市场空间激增，根据Gartner预测，基于Chiplet方案的半导体器件收入将在2024年达到505亿美元左右，2020—2024年间CAGR（复合增长率）达98%，而用于服务器的器件销售收入为占比最大的应用终端，在2024年达到约33%。

巨头涌入“小芯片”赛道

出色的市场前景下，台积电、英特尔、三星等多家公司纷纷布局Chiplet，创建了自身的Chiplet生态系统。从行业层面看，AMD、ARM、Google云、Meta、微软、高通等行业巨头在阅读2022年3月共同成立行业联盟，正式推出通用Chiplet的标准规范“UCIe”。

具体产品方面，华为于2019年推出基于Chiplet技术的7nm鲲鹏920处理器。AMD2022年3月推出基于台积电3DChiplet封装技术的第三代服务器处理芯片，苹果推出采用台积电CoWos-S桥接工艺的M1Ultra芯片。

英特尔公司高级副总裁、中国区董事长王锐在2022世界集成电路大会上表示，Chiplet技术是产业链生产效率进一步优化的必然选择。“不但提高芯片制造良品率，利用最合适的工艺满足数字、模拟、射频、I/O等不同技術需求，而且更将大规模的SOC按照不同的功能，分解为模块化的芯粒，减少重复的设计和验证环节，大幅度降低设计复杂程度，提高产品迭代速度。”

AMD高级副总裁兼首席技术官MarkPapermaster也表示，“摩尔定律并未放缓或消失，并且在可预见的未来，CPU和GPU会越来越好。不过，要保持这一切，其成本将会越来越高，迫使创新的解决方案开始流行，如小芯片设计（Chiplet）。”

显然，在Chiplet产业有望崛起这件事情上，半导体巨头的认知基本是一致的，而巨头的认可也有助于Chiplet产业的落地推广。

国产半导体产业的机遇

对于一直期待能在半导体行业弯道超车的我国而言，Chiplet趋势的出现有望给中国带来新的产业机会。

作为封测领域领军企业的通富微电在去年的半年报中曾披露：“公司通过在多芯片组件、集成扇出封装（晶圆级封装的一种形式）、2.5D/3D等先进封装技术方面的提前布局，可为客户提供多样化的Chiplet封装解决方案，并且已为AMD大规模量产Chiplet产品。”

长电科技也在去年9月25日于上证e互动回复投资者称：“得益于集团全资子公司星科金朋在Chiplet相关技术领域积累的长期量产经验和大量专利，公司目前拥有用于Chiplet封装的超大尺寸FCBGA（倒装芯片封装）封装技术能力，多层芯片超薄堆叠及互联技术能力，与极高密度多维扇出型（一种降低尺寸与成本的封装工艺）异构集成技术能力，正在持续推进该技术的生产应用和客户产品的导入。”