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「芯調查」Chiplet開啟樂高化 UCIe聯盟必須制造芯片DIY時代
(2024年11月23日更新)

Chiplet雖然小芯片或芯片受到工業和學術界的追捧,但以前只是少數人的游戲。UCIe產業聯盟的誕生,一切都將成為過去。由頂級制造商主導的Chiplet生態系統開始建設,芯片產業發展的新未來開始浮出水面。

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因何結盟

圖UCIe目前覆蓋的數據源:UCIe白皮書)

需要注意的是,Chiplet技術的發展最終會使小芯片之間的互聯達到更高的密度,因此需要從傳統的凸點焊接轉向混合鍵合(hybrid bonding)。但是,UCIe 1.0標準基本只對2D和2.5D芯片了芯片包裝,為了應對先進包裝功能和密度的不斷提高,標準本身需要不斷升級。

誰人受益

UCIe其中包括聯盟的發起者IDM、晶圓廠、封裝廠、IP誰將是系統制造商的受益者?

作為UCIe聯盟發起人英特爾認為,半導體產業的未來和英特爾將多個小芯片集成到單一包裝中,在各個市場提供產品創新IDM2.0戰略的重要支柱。

圖英特爾Pat Gelsinger提出IDM 2.0戰略

IDM2.0是原本只為英特爾內部服務的IDM該模式適用于客戶,為傳統半導體上下游提供一站式服務,如芯片設計、定制、晶圓制造到包裝測試。

與IDM1.0模式最大的區別是0模式IDM2.0加入包裝技術。英特爾擁有頂級的3D配合封裝技術Chiplet生態可以有效縮短純工藝的差距。

亞馬遜、Google、蘋果,微軟,Meta特斯拉和其他科技巨頭曾經是英特爾的客戶,現在他們計劃或使用自己的芯片在云服務和終端產品。其中一個原因是英特爾過去缺乏靈活的定制服務能力。如果英特爾是3D封裝技術借Chiplet最大限度地發揮生態有望滿足這些客戶的高端設計服務需求。

今年2月,英特爾正式宣布將優先投資能夠加快OEM客戶產品上市時間的技術能力,覆蓋10億美元新基金IP、創新芯片架構和先進包裝技術的軟件工具。英特爾還宣布與基金聯盟的多家公司建立合作伙伴關系,建立開放關系Chiplet平臺(Open Chiplet Platform)。該平臺將利用英特爾的包裝能力和英特爾OEM服務(IFS)工藝技術的IP加快客戶上市時間,包括集成和驗證服務。

有資深業內人士指出,提出IDM2.0.在進一步建立標準語言后,英特爾將有機會在未來爭取更多的客戶。退路是,如果做得不好,可以外包,符合2.0計劃。

目前晶圓廠Chiplet生態位置有利,加入UCIe聯盟將進一步擴大其優勢。晶圓廠為傳統芯片積累了大量的用途IP核和die,可用于開發基礎Chiplet設計。晶圓廠為客戶選擇要集成的功能提供解決方案,結合先進的技術和先進的包裝Chiplet集成在一起。

臺積電早在10年前就開始培育先進的包裝,結合自身晶圓OEM領導者的實力,迅速打開與對手的差距,同時大大擴大了先進的包裝能力。臺積電先進包裝竹南AP6廠去年SoIC部分設備已移入,Info相關部分的目標是今年到位,今年年底整體量產。

三星先前更新了異質封裝技術,最早于2018年推出I-Cube2方案將于2020年推出X-Cube方案的3D去年也更新了堆疊設計I-Cube第四代方案。

何玲認為,如果晶圓廠做好先進包裝,彎腰進入下游基板領域,打好基板基礎,有助于實現產業垂直整合的目標。

封裝廠也在研究自己Chiplet該策略,但仍采用類似于當前的生產過程。晶圓廠為客戶生產芯片,然后將成品芯片送到包裝廠,負責包裝集成。Chiplet一位行業觀察家指出,更依賴先進的包裝,屬于前道工藝的范疇,所以后道工藝的包裝廠場景不多。

然而,風扇類型板級包裝的出現可能會改變這種情況。這種包裝技術將使包裝廠具有與晶圓廠競爭的實力太陽和月光為首的包裝廠正在積極開發自己的板包裝技術。

IP公司也將從Chiplet在生態學中獲得更多的機會。即使是大公司也不能承擔所有的內部開發。IP希望通過第三方的費用IP節省時間和金錢;同時,UCIe對于IP無論是芯片內部傳輸還是機箱增加,供應商都意味著新的業務UCIe何凌說,界面增加了更多的可能性。

然而,最大的機會來自于IP的芯片化。通過標準化協議,IP公司可以把CPU核制成芯片,實現實體化Chiplet進一步擴大計劃,Arm A臺積電168核可用于78核nm單個小芯片體積變小,整體設計成本大大降低。何凌認為相當于將軍Chiplet如果協議推廣廣義化,IP開發難度的門檻會降低很多IP公司都愿意Sanken代理加入這個聯盟。

Arm該公司表示,可互用性是解決方案Arm生態系統,甚至整個行業的碎片化都至關重要,今天,我們看到許多行業的人以一種獨特的方式進行這種整合;通過UCIe,我們可以推廣一個可互用的標準,它將提供向后兼容的能力。

最后,微軟,Meta、Google一類系統公司從自研芯片中獲得了很多好處。Chiplet他們將更容易獲得定制芯片。

UCle聯盟的成立只是Chiplet當技術和商業模式逐漸成熟時,生態建設的第一步,Chiplet新的商業角色也可能出現在系統中,如供應Chiplet模塊芯片的供應商將Chiplet芯片集成組合形成系統能力的集成商,以及工具鏈和設計自動化支持服務EDA軟件提供商等。所以,UCIe芯片工業的誕生確實打開了一扇新的大門。

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