Chiplet技術對英特爾和臺積電有哪些影響呢？

Chiplet，又稱芯片堆疊，是一種模塊化的半導體設計和制造方法。由于集成電路（IC）設計的復雜性不斷增加、摩爾定律的挑戰(zhàn)以及多樣化的應用需求，Chiplet技術應運而生。該技術通過將功能專一的小芯片組合成整體，提高了設計靈活性、降低了制造成本，并促進了半導體產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新。

Chiplet技術的興起標志著半導體行業(yè)面臨的一場顛覆性革命，對于英特爾和臺積電而言，這一技術趨勢產(chǎn)生了深遠的影響。

不同的應用需要專門的組件和功能，而小芯片則提供了一種不同的方式，不再試圖滿足所有需求，而是允許創(chuàng)建可以以混合搭配方式組合的專用組件。在考慮成本和上市時間的因素時，開發(fā)新的半導體工藝技術變得昂貴且耗時。Chiplet技術應運而生，提供了一種方法，可以利用某些組件現(xiàn)有的成熟流程，同時專注于特定功能的創(chuàng)新。

此外，小芯片還有助于新工藝技術的發(fā)展，因為芯片尺寸和復雜性只是單片芯片的一小部分，從而簡化了制造和產(chǎn)量的流程。

隨著組件之間距離的增加，傳統(tǒng)的單片設計面臨著互連性方面的挑戰(zhàn)。

小芯片通過提高模塊化性并簡化互連性，有效地解決了這一問題。此外，小芯片還支持異構集成，即將不同的技術、材料和功能集成在一個封裝上，從而有助于實現(xiàn)更好的整體性能。小芯片的開發(fā)通常涉及到半導體行業(yè)中不同公司和行業(yè)參與者之間的合作。標準化工作，例如通用Chiplet互連快速聯(lián)盟（UCIe）等組織領導的用于Chiplet集成的標準化工作，成為推動這一領域進展的關鍵。

總的來說，小芯片的出現(xiàn)是為了解決半導體行業(yè)日益增加的復雜性、成本、上市時間和人員壓力所帶來的挑戰(zhàn)?；谛⌒酒脑O計的模塊化和靈活特性允許更高效和可定制的芯片集成，有助于推動半導體技術的不斷進步，而且更不用說其多源芯片的能力了。

Part 1

對英特爾的影響

英特爾充分利用Chiplet技術，成為其IDM 2.0戰(zhàn)略的關鍵組成部分。

具體表現(xiàn)在以下兩個方面：

●工藝節(jié)點交付加速： 英特爾承諾在四年內(nèi)交付五個工藝節(jié)點，這標志著IDM 2.0戰(zhàn)略的重要里程碑。通過使用Chiplet，英特爾能夠更加靈活地應對工藝升級，避免了為復雜的CPU或GPU執(zhí)行完整工藝所需的困難。

●外包制造合作： 英特爾與臺積電簽署了歷史性的Chiplet外包協(xié)議，使其能夠充分利用多源代工業(yè)務模式。這為英特爾在業(yè)務需要時，將制造外包給臺積電提供了靈活性，打破了傳統(tǒng)的單一芯片制造來源的束縛。

英特爾通過Chiplet技術在FPGA產(chǎn)品領域取得領導地位，已經(jīng)成功出貨超過1000萬個Chiplet。

英特爾在Chiplet的應用上擁有悠久的歷史，尤其在利用嵌入式多芯片互連橋（EMIB）封裝技術方面表現(xiàn)出色。自2016年首款英特爾 Stratix 10 FPGA推出以來，英特爾一直在其產(chǎn)品中使用Chiplet和EMIB技術，如最先進的英特爾 Agilex FPGA系列。

Chiplet為英特爾的可編程邏輯器件帶來三大優(yōu)勢：加快下一代技術的上市時間、靈活地混合和匹配最佳IP、代工和工藝技術，以滿足不同產(chǎn)品功能的需求，以及構建比單片技術更高容量的半導體。

通過EMIB封裝技術，英特爾成功推動了一系列產(chǎn)品的創(chuàng)新，包括英特爾 Stratix FPGA系列的多個變體，英特爾 Agilex FPGA系列以及模擬的英特爾 FPGA Direct-RF系列。這些產(chǎn)品展現(xiàn)了英特爾小芯片和EMIB技術的引領地位，實現(xiàn)了一系列行業(yè)“第一”，如支持PCIe 5.0、CXL接口功能等。

英特爾計劃繼續(xù)擴大在Chiplet技術方面的領先地位，尤其通過通用Chiplet Interconnect Express（UCIe）標準的推廣。英特爾在Chiplet生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展中起到關鍵作用，該生態(tài)系統(tǒng)涵蓋了來自多個代工廠的功能廣泛的小芯片，為英特爾的FPGA、結(jié)構化ASIC和全定制ASIC產(chǎn)品提供更多功能。通過UCIe聯(lián)盟的標準，英特爾預計將實現(xiàn)更廣泛的開放式小芯片生態(tài)系統(tǒng)，促進整個行業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)。

Part 2

對臺積電的影響

對于臺積電而言，Chiplet技術帶來了新的挑戰(zhàn)和機遇：

●避免壟斷： 通過采用Chiplet，臺積電避免了傳統(tǒng)的壟斷模式，使客戶理論上能夠從多個來源獲得其芯片。這增加了客戶的選擇自由度，促使了更加競爭激烈的市場環(huán)境。

●生態(tài)系統(tǒng)支持： 臺積電通過其3D硅堆疊和先進封裝技術快速響應Chiplet技術，并致力于構建強大的Chiplet生態(tài)系統(tǒng)。這為臺積電提供了在新興技術領域中保持領先地位的機會。

CoWoS-S基礎技術支持超高集成密度，提供不超過兩倍掩膜版尺寸的硅中介層，主要用于集成HBM等高速高帶寬內(nèi)存芯片；CoWoS-R在CoWoS-S技術基礎上引入InFO技術中的RDL，通過具有相對機械柔韌性的RDL中介層增強封裝連接可靠性，同時允許封裝尺寸擴大以滿足更復雜功能需求，有效支持多個Chiplets之間進行高速可靠互聯(lián)；CoWoS-L在CoWoS-S和InFO技術的基礎上引入LSI技術，使LSI芯片在每個產(chǎn)品中具備多種連接架構，同時可復用于多個產(chǎn)品，提供更靈活和可復用的多芯片互聯(lián)架構。

結(jié)語

Chiplet技術的崛起標志著半導體行業(yè)進入了一場顛覆性的革命，為全球的代工工廠和IDM代工廠提供了分得芯片制造市場的機會。我們正處于自FinFET以來從未見過的制造顛覆的開端，將推動半導體技術的進步，提高設計靈活性，同時也挑戰(zhàn)著傳統(tǒng)的制造模式，將成為未來半導體行業(yè)演變的關鍵驅(qū)動因素。

審核編輯：劉清