美國芯片法案惡意阻擊中國芯，Chiplet會是最優(yōu)解嗎？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）日前，美國總統(tǒng)拜登正式簽署總額高達2800億美元的《芯片和科學法案》，其中527億美元將用于芯片部分補貼，增強美國本土半導體制造，并限制先進工藝流向中國。

是的，美國芯片法案嚴格限制接受補助的企業(yè)來中國投資先進工藝的制造項目。近期，美國已經(jīng)開始升級對中國半導體設備出口限制，從10nm提升至14nm。根據(jù)最新報道，美國已經(jīng)通知該國所有半導體設備廠商，禁止出口14nm及以下工藝的設備給中國。

在這樣的情況下，國內(nèi)是否該花更大的力氣推行Chiplet？Chiplet會在中國芯片產(chǎn)業(yè)出奇效嗎？

國內(nèi)Chiplet產(chǎn)業(yè)鏈

在國產(chǎn)芯片領域，近日又迎來了一個和Chiplet有關的產(chǎn)業(yè)新聞，在壁仞科技發(fā)布的首款通用GPU芯片BR100中，采用了Chiplet設計理念，讓芯片總面積可以突破光罩尺寸對單芯片面積的限制，集成更多的算力和通用性邏輯。壁仞科技聯(lián)合創(chuàng)始人、CTO洪洲表示，“Chiplet設計讓我們可以通過一次流片，同時得到兩種芯片，大大加快了迭代速度，同時覆蓋不同層級的市場?！?br />
當然，在芯片設計方面，華為其實很早就開始布局Chiplet，華為于2019年推出了基于Chiplet技術的7nm鯤鵬920處理器。在當時，鯤鵬920是業(yè)界最高性能ARM-based處理器，典型主頻下，SPECint Benchmark評分超過930，超出業(yè)界標桿25%。

在芯片產(chǎn)品背后，國內(nèi)也在積極布局圍繞Chiplet技術的產(chǎn)業(yè)上下游。

目前，美國探討的Chiplet和國內(nèi)二級市場熱炒的Chiplet概念有些許差別。在美國總統(tǒng)科學技術顧問委員會（PCAST）的文件中提到了Chiplet，依然是一種芯片設計的方法，一種包括產(chǎn)品中常見的、非創(chuàng)新部分的芯片——使初創(chuàng)公司和學術研究人員能夠更快地創(chuàng)新，并大幅降低他們的開發(fā)成本，目的主要是降低先進制程下單個die的面積，提升良率并降低成本。而國內(nèi)二級市場熱炒的Chiplet是指將多個模塊芯片與底層基礎芯片封裝在一起，形成一個系統(tǒng)芯片的封裝技術，是在成熟制程下做系統(tǒng)芯片的創(chuàng)新。因此，對于美國倡導的Chiplet而言，承載平臺會是中間件，而國內(nèi)現(xiàn)在熱潮的chiplet概念股則將承載平臺放在了PCB板或其他類型載板上。

當然，雖然概念有差異，但很顯然國內(nèi)是豐富了Chiplet的概念，美國所宣揚的在國內(nèi)同樣在推動。并且，無論走何種路線，對于芯片設計而言，EDA工具都是不可或缺的。

在國產(chǎn)EDA方面，芯和半導體目前已經(jīng)加入了UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，正攜手推動Chiplet接口規(guī)范的標準化。而奇普樂在推動Chiplet技術相關可編程硅基板落地的同時，也在布局相關的軟件，根據(jù)該公司的暢想，未來的Chiplet應用是“拖拽式”的，在一個基板上融合市面上幾乎所有的主流半導體廠商研發(fā)生產(chǎn)的傳感器、存儲器、微處理器和射頻等器件。此外，奇異摩爾和瞬曜EDA等也在布局3DChiplet相關的軟件平臺。

在國內(nèi)目前布局Chiplet技術的企業(yè)中，IP供應商是一股重要的力量，包括芯原股份、芯耀輝、牛芯半導體、燦芯半導體等公司都在布局Chiplet。這些公司里面，芯原股份最具代表性，是國內(nèi)Chiplet產(chǎn)業(yè)的中堅力量。芯原股份是國內(nèi)最早開展Chiplet相關技術研發(fā)的企業(yè)之一，在UCIe規(guī)范制定的早期就已參與討論。芯原股份近期在投資者關系活動記錄表中表示，Chiplet是半導體行業(yè)的重要發(fā)展趨勢之一，公司這幾年來一直在致力于Chiplet技術和產(chǎn)業(yè)的推進，通過“IP芯片化，IP as a Chiplet”和“芯片平臺化，Chiplet as a Platform”，來實現(xiàn)Chiplet的產(chǎn)業(yè)化。

剛剛上面已經(jīng)提到，國內(nèi)目前對于Chiplet的探討很多落腳點是在封裝層面，先進封裝是其中一個非常重要的技術。因此，長電科技、華天科技、通富微電國內(nèi)三大封裝企業(yè)都成為了Chiplet熱門企業(yè)。這其中，長電科技已經(jīng)于6月加入UCIe產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，去年推出了XDFOI全系列極高密度扇出型封裝解決方案；而通富微電此前回應投資者時表示，公司在Chiplet、WLP、SiP、Fanout、2.5D、3D堆疊等方面均有布局和儲備；而華天科技2021年年報有顯示，該公司有集成電路多芯片封裝擴大規(guī)模項目。除了傳統(tǒng)的三大家，也有很多初創(chuàng)企業(yè)也在布局圍繞Chiplet的先進封裝，比如芯云凌，該公司致力于先進工藝制程高端ASIC設計技術和先進封裝技術相融合的芯片及系統(tǒng)聯(lián)合設計和整合設計。

當然，國內(nèi)目前還有很多企業(yè)是專門做Chiplet的，比如上面提到的深圳奇普樂，以及奇異摩爾等公司。

國內(nèi)Chiplet待解難題

從上面的統(tǒng)計能夠看到，國內(nèi)圍繞異構(gòu)集成和先進封裝在IP、封裝、EDA軟件和PCB板材等方面對Chiplet都有所布局，且在產(chǎn)品端也已經(jīng)有產(chǎn)品面世。綜合這些信息來看，足見國內(nèi)對Chiplet的重視。

不過，要想將Chiplet打造成為中國芯的突圍之路，還有很多難題需要解決。

首先肯定是標準問題，無論是從先進制程角度出發(fā)，還是從先進封裝角度出發(fā)，Chiplet都需要一個統(tǒng)一的標準，否則碎片化就足以摧毀這個產(chǎn)業(yè)。目前，國內(nèi)已經(jīng)有非常多的公司參與到了UCIe產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，但是如上所述，這個聯(lián)盟的發(fā)起更多是為了解決先機制程的良率和成本等問題，這條主線無法解決國內(nèi)因為芯片制造工藝受限引發(fā)的問題。但筆者認為，打造我們自己的Chiplet標準，連接我們自己的芯片也不可取，目前芯片產(chǎn)業(yè)全球化特征明顯，以封閉理念推動我國自己的Chiplet標準只會將路越走越窄，且國產(chǎn)芯片在很多功能芯片方面也并不達標。那么，如何用全球化、開放的Chiplet標準解決國內(nèi)芯片下游產(chǎn)業(yè)遇到的特殊問題就是一個待解的難題。

第二個問題是我們該如何用好先進封裝？封裝產(chǎn)業(yè)是國產(chǎn)芯片發(fā)展較為成熟的一個領域，達到了國際領先水平，在先進封裝方面和國際廠商的差距并不明顯。很多人都將先進封裝+Chiplet定義為國產(chǎn)芯片換道超車的好機會，但在芯粒實現(xiàn)模塊化復用并具有一定規(guī)模之后，對于國產(chǎn)芯片而言，如果打通先進封裝各環(huán)節(jié)也是一個問題，比如載板和中間件該如何統(tǒng)一定義？這方面也需要站在更高維度去統(tǒng)籌。

此外，Chiplet技術雖然打著超越摩爾的旗號，但核心訴求依然是打造更高性能的SoC，那么國產(chǎn)芯片在EDA工具以及核心處理器方面的短板是無法回避的問題。

后記

美國芯片法案正式落地之后，國產(chǎn)芯片發(fā)展勢必會面臨更加嚴峻的局面，先進封裝+Chiplet確實是當前能想到的可謂是最佳的發(fā)展路徑，但要兌現(xiàn)這種發(fā)展模式的潛力，國產(chǎn)芯片需要一個專業(yè)有遠見的“智囊團”，更好地做好產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌。