Chiplet:“后摩尔时代”半导体技术发展重要方向

发布网友发布时间：2024-10-10 16:05

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热心网友时间：2024-11-09 23:36

在后摩尔时代的半导体技术发展中，Chiplet技术崭露头角，解决经济效能提升遇到的瓶颈。随着半导体制程的进步，短沟道效应和量子隧穿效应导致发热、漏电等问题愈发突出，传统的摩尔定律在追求性能的同时，成本效益逐渐减缓。产业界开始探索将不同工艺的模块化芯片，通过先进封装技术整合，形成异构集成芯片，这就是芯粒技术，它将芯片设计拆分成独立的小模块，旨在提升性能并降低成本。

Chiplet的概念源自Marvell的Mochi架构，AMD的Epyc处理器中的小芯片架构是其快速发展的催化剂。2022年，UCIe标准的发布，旨在为芯粒互联提供统一规范，进一步降低了生产成本，延续了摩尔定律的效益。Chiplet技术的优势主要体现在：通过小面积设计，提升芯片良率，比如，裸芯越小，缺陷概率越低，良率随之提高；3D封装技术缩短了信号传输距离，降低能耗，提高电路密度；以及通过复用IP，降低设计复杂性和成本，加快产品迭代。

AMD的实例显示，通过Chiplet技术，复用旧制程的芯片可降低成本，缩短产品上市周期。选择性采用不同制程工艺制造芯粒，能显著降低制造成本，同时，针对不同功能，如逻辑加速器，可以选择更经济的工艺节点。根据The Linley Group的分析，大芯片通过Chiplet化，成本效益显著提升，尤其是对大有效面积的芯片。

先进封装市场正迅速增长，如3D封装、2.5D/3D技术，它们在Chiplet技术中扮演着关键角色。AMD和台积电等公司引领封装技术革新，如AMD的3D V-Cache和台积电的SoIC、CoWoS/InFO技术，这些技术通过集成不同工艺和优化互连，为性能和成本的平衡提供了新的可能。

英特尔的EMIB和Foveros技术，以及三星的Cube系列封装方案，都在2.5D和3D封装领域有所贡献，为Chiplet的广泛应用提供了更多选择。整个封装行业，无论是RDL、TSV、Bump还是Wafer等关键技术，都在推动Chiplet技术的发展和完善。

综上所述，Chiplet技术作为“后摩尔时代”的核心发展策略，通过优化设计、降低成本和提高效率，正成为半导体行业的重要趋势，并预示着未来封装技术的持续创新和广泛应用。随着市场的扩大， Chiplet技术无疑将引领半导体行业的新纪元。