Chiplet 究竟是什么?为什么说 Chiplet 能帮助中国芯片突围?

加州芯片封装服务提供商 Promex Industries CEO Richard Otte 说:"Chiplet 是以电方式连接的,这是最独特的地方。" 芯片需要放在基板上才能发挥作用,基板传输电信号,然后要给二者的组合体涂上保护性塑料,再插入电路板,连接到其它组件,变成一个系统。

7 月 21 日 美国打压中国芯片技术已经是公开的秘密!下一个战场在哪里?业界认为可能是 Chiplet。

Chiplet 专利原本归硅谷一家名叫 zGlue 的小企业所有,后来这家公司经营困难,2021 年被中国收购。不久前深圳创业公司 Chipuller 拿到了该专利。

zGlue 出售专利本来没什么重要的,但考虑到它所拥有的技术,以及日渐激烈的芯片战,事情才变得有了意义。

Chiplet 技术可以缩短芯片制造时间、降低成本。有了 Chiplet 技术,企业可以将多个半导体小芯片组合成更强的芯片,数据中心、家用设备都能使用。

Chiplet 技术领域中美处在同一起跑线

最开始时 Chiplet 并不引人注目,直到两年前中国开始向 Chiplet 挺进。一些专家认为,因为美国禁止向中国出售先进设备和材料,Chiplet 在中国将变得更重要。

Chipuller 董事长 Yang Meng 曾说:" 在 Chiplet 技术方面,中美处在同一起跑线。但说到其它芯片技术,中国和美国、日本、韩国、中国台湾还有不小差距。"

2021 年之前,Chiplet 在中国产业界鲜少被提及,但最近几年出现的频率越来越高。来自券商 Needham 的分析师 Charles Shi 说:" 由于晶圆制造设备的进口受到限制,Chiplet 对中国来说有着非常特殊的意义。未来中国可以绕开限制,继续开发 3D 堆叠及其它 Chiplet 技术。"

在过去 50 年里,计算机芯片性能提升似乎只有一招:不断缩小晶体管。不过大约 10 多年前设计师有了新想法,让小芯片结合在一起协作工作。制造小芯片的成本更低,组合在一起又相当强大,这种设计有前途。

Chiplet 是一种小芯片,它的大小可能相当于一粒沙子,或者比拇指更大,可以通过先进封装技术组合在一起。最近几年,为了降低芯片制造成本,许多芯片企业都将目光转向 Chiplet。

有了 Chiplet 技术,不用缩小晶体管尺寸,只需要将多颗小芯片组合在一起就能变成强大的 " 系统 "。苹果、英特尔、AMD 的高端芯片也用到了 Chiplet 技术。

Chiplet 代表芯片封装技术的先进方向

加州大学教授 Subramanian Iyer 说:" 封装就是现在前进的方向,因为没有别的路可以走了。"

目前封装几乎被亚洲垄断。IPC 提供的数据显示,美国在全球半导体生产市场占据约 12% 的份额,但美国公司只拿下芯片封装市场的 3%。

封装芯片不是什么新技术,不过 Chiplet 算是最新一代的封装技术,它的目标是让芯片结合得更紧密,彼此之间有更快的电连接。

加州芯片封装服务提供商 Promex Industries CEO Richard Otte 说:"Chiplet 是以电方式连接的,这是最独特的地方。" 芯片需要放在基板上才能发挥作用,基板传输电信号,然后要给二者的组合体涂上保护性塑料,再插入电路板,连接到其它组件,变成一个系统。

大约 50 多年前,为了降低成本,硅谷抛弃了芯片封装产业,转移到亚洲。中国、中国台湾、韩国、马来西亚成为重要的封装基地。

当摩尔定律渐渐逼近极限,封装技术的重要性开始凸显。为了制造先进芯片,建一座工厂可能要 100-200 亿美元,Chiplet 成了一个好选择。Yole Group 认为,2027 年之前 80% 的微处理器可能会引入 Chiplet 设计。

中国占有全球芯片封测试 1/4 市场

报告显示,中国占有全球芯片封装、测试市场的四分之一,在利用 Chiplet 方面有巨大优势。只要条件满足,企业可以用非常快的速度根据客户需求制造 Chiplet 芯片,只要 3-4 个月便足够了,对中国来说这是可以挖掘的领域。

Needham 指出,2018 年中国投入 17 亿美元购买芯片封装设备,2021 约为 33 亿美元,2022 年约为 23 亿美元。分析 Acclaim IP 数据库发现,Chipuller 收购了 28 项相关专利,这些专利或者是 zGlue 发明,或者专利的发明者名字出现在 zGlue 专利中。

Yang Meng 表示,zGlue 律师已经和 CFIUS、美国商务部沟通过,出售并没有违反美国出口管制。Yang Meng 认为他自己也算是 zGlue 的创始人,因为 2015 年时他就已经向 zGlue 投资。

在中国,研究 Chiplet 的不只有 Chipuller,还有其它企业,比如华为。2017 年华为在中国公布、获得的 Chiplet 专利超过 900 项,而 2017 年只有 30 项。通富微电、长电科技都有涉及。北京奕斯伟科技投资建设芯片设施,瞄准的正是 Chiplet 技术。

总之,利用 Chiplet 技术实现突围,破解美国对中国的芯片技术封锁,这也许是一条可行的道路。现在转向 Chiplet 也许正当其时,因为摩尔定律渐渐接近极限。

英特尔、台积电、微软、三星电子、高通、AMD 等企业已经组建通用小芯片互联技术联盟( Universal Chiplet Interconnect Express),致力于打造 Chiplet 生态系统。有机构认为,2035 年前 Chiplet 市场的规模将会达到 570 亿美元。

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