芯片工業(yè)的革命：芯粒技術(shù)（Chiplet）

通過(guò)提供一種全新的芯片設(shè)計(jì)方法，芯粒技術(shù)（又稱(chēng)小芯片）正在改變計(jì)算機(jī)芯片行業(yè)。這種創(chuàng)新的解決方案是將更小的芯片緊密地封裝在一起，制造出一個(gè)單一的電子設(shè)備。芯粒技術(shù)正被應(yīng)用于所有主要的計(jì)算領(lǐng)域，蘋(píng)果、AMD和英特爾等公司都在探索和實(shí)現(xiàn)芯粒技術(shù)架構(gòu)，AMD走在了最前面。

「芯片設(shè)計(jì)的模塊化方法」

芯粒是一種小型的模塊化芯片，可以組合成一個(gè)完整的系統(tǒng)(SoC)。這種技術(shù)提高了性能，降低了功耗，并增加了設(shè)計(jì)靈活性。芯粒概念已經(jīng)存在了幾十年，但最近在解決傳統(tǒng)單片集成電路縮小的挑戰(zhàn)方面受到了關(guān)注。2007年5月，DARPA啟動(dòng)了面向異構(gòu)小芯片的COSMOS項(xiàng)目，隨后是面向芯粒模塊化計(jì)算機(jī)的CHIPS項(xiàng)目。

異構(gòu)芯片集成市場(chǎng)正在迅速增長(zhǎng)，AMD的Epyc和英特爾的Lakefield是值得注意的兩個(gè)例子。預(yù)計(jì)到2025年，小芯片的市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到57億美元，到2031年將達(dá)到472億美元。電子產(chǎn)品對(duì)高性能計(jì)算、數(shù)據(jù)分析、模塊化和定制化日益增長(zhǎng)的需求正在推動(dòng)這一增長(zhǎng)。

「芯粒技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)」

通過(guò)使用針對(duì)特定任務(wù)優(yōu)化的專(zhuān)門(mén)處理元素，芯粒設(shè)計(jì)提供了更好的性能，而且芯粒設(shè)計(jì)可以減少開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本，并且它們的尺寸和功率要求比傳統(tǒng)芯片小，從而允許更低的制造成本和更緊湊的設(shè)備設(shè)計(jì)。

靈活性是芯粒的另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，芯粒設(shè)計(jì)能夠快速適應(yīng)市場(chǎng)條件和新技術(shù)，簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程。芯粒的混合匹配方法允許更快，更具成本效益的開(kāi)發(fā)，從而提高產(chǎn)量并降低成本。

「蘋(píng)果、AMD等公司」

蘋(píng)果公司于2022年3月推出的M1 Ultra芯片采用了芯粒架構(gòu)。M1 Ultra包含1140億個(gè)晶體管，提供20核CPU和64核GPU。基于芯粒的架構(gòu)越來(lái)越受歡迎，英特爾、蘋(píng)果、ARM、三星和谷歌等行業(yè)巨頭組成了一個(gè)促進(jìn)通用芯片互連快線(UCIe)標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)盟。

AMD的Zen 2芯片設(shè)計(jì)是對(duì)摩爾定律放緩的短期解決方案，該公司正在探索未來(lái)架構(gòu)的3D芯片堆疊技術(shù)。AMD于2019年推出的Ryzen 3000處理器使用了芯片架構(gòu)，但這種方法仍有其局限性。AMD數(shù)據(jù)中心集團(tuán)高級(jí)副總裁Forrest Norrod表示，將芯粒設(shè)計(jì)與3D堆疊、可擴(kuò)展互連、新內(nèi)存架構(gòu)和軟件框架相結(jié)合，將是未來(lái)發(fā)展的必要條件。

「芯粒技術(shù)的挑戰(zhàn)和未來(lái)」

盡管芯粒技術(shù)有許多優(yōu)點(diǎn)，但其在確保低成本和高可靠性與先進(jìn)的封裝技術(shù)方面面臨挑戰(zhàn)。由于產(chǎn)量問(wèn)題持續(xù)存在，保持良好的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)的成品率至關(guān)重要。然而，隨著對(duì)封裝技術(shù)的關(guān)注，該行業(yè)正在轉(zhuǎn)向更先進(jìn)的解決方案，例如臺(tái)積電開(kāi)發(fā)的InFo和coos。

隨著芯片市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng)和各大公司對(duì)該技術(shù)的投資，這種模塊化芯片設(shè)計(jì)方法的未來(lái)看起來(lái)很有潛力。具有革命性的計(jì)算性能、功耗和靈活性的潛力將使芯粒技術(shù)成為芯片行業(yè)未來(lái)不可或缺的一部分。