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弯道超车利器?半导体新主线浮现:先进封装呼声渐涨
科创板日报
2022-08-05 星期五
原创
其中又以Chiplet技术最为受到机构投资者的关注,它不仅可以大幅提高大型芯片的良率,还可以降低设计的复杂度和设计成本以及制造成本。
半导体芯片
常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。现今,大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。
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《科创板日报》8月5日讯 今日,半导体板块活跃。截至发稿,大港股份4连板,芯原股份、通富微电、晶方科技、华天科技涨停,敏芯股份、长电科技等涨超8%。

在这些大涨的个股中,隐藏着一条暗线——先进封装,而其中又以Chiplet技术最为受到机构投资者的关注。

芯原股份7月接受了三批机构调研,重点谈及了公司在Chiplet领域的规划。公司表示,通过“IP芯片化,IP as a Chiplet”和“芯片平台化,Chiplet as a Platform”,来实现Chiplet的产业化,芯原股份有望成为全球首批实现Chiplet商用的企业。

通富微电、华天科技也表示已储备Chiplet相关技术。Chiplet是先进封装技术之一,除此以外,先进封装概念股也受到市场关注。4连板大港股份表示已储备TSV、micro-bumping(微凸点)和RDL等先进封装核心技术。

Chiplet或成延续摩尔定律新法宝

资料显示,Chiplet俗称芯粒,也叫小芯片,它是将一类满足特定功能的die(裸片),通过die-to-die内部互联技术实现多个模块芯片与底层基础芯片封装在一起,形成一个系统芯片,以实现一种新形式的IP复用。

当前,主流的系统级芯片都是将多个负责不同类型计算任务的计算单元,通过光刻的形式制作到同一块晶圆上。简而言之,主流路线追求的是高度集成化,利用先进制程对于所有的单元进行全面的提升。

然而,随着半导体工艺制程持续向3nm/2nm推进,晶体管尺寸已逼近物理极限,所耗费的时间及成本越来越高,但“经济效益”却越来越有限,“摩尔定律”日趋放缓。

在此基础上,Chiplet技术应运而生,实现了“曲线救国”。

如图所示,Chiplet是将原本一块复杂的SoC芯片,从设计时就按照不同的计算单元或功能单元对其进行分解,然后每个单元选择最适合的工艺制程进行制造,再将这些模块化的裸片互联起来,通过先进封装技术,将不同功能、不同工艺制造的Chiplet封装成一个SoC芯片。

资料显示,Chiplet技术不仅可以大幅提高大型芯片的良率,还可以降低设计的复杂度和设计成本以及制造成本。

因为部分计算单元对于制程工艺的要求并不高,有些即使采用成熟工艺,也能够发挥很好的性能。所以,将SoC进行Chiplet化之后,不同的芯粒可以根据需要来选择合适的工艺制程分开制造,然后再通过先进封装技术进行组装。

成熟制程叠加先进封装,在保有芯片性能的基础上,还可以降低成本,业内认为,Chiplet会给整个半导体产业链带来非常革命性的变化。

据Omdia报告,预计到2024年,Chiplet市场规模将达到58亿美元,2035年则超过570亿美元,市场规模将迎来快速增长。

国内企业积极拥抱Chiplet 但仍面临不少挑战

业内认为,Chiplet是对传统SiP技术的继承与发展,Chiplet具有迭代周期快,成本低,良率高等一系列优越特性,并且其搭积木式的设计方式,尤其适合我国系统设计企业切入。

对于中国半导体行业来说,Chiplet先进封装技术与国外差距较小,有望带领中国半导体产业实现质的突破。

华为是国内最早尝试Chiplet的一批公司,海思半导体在早期就与台积电合作过Chiplet技术。此外,芯动科技、芯原股份等企业也紧跟Chiplet研发的步伐。

需要注意的是,Chiplet并非“灵丹妙药”,也无法规避国内外先进制程的差距,核心的逻辑计算单元仍然依赖于先进制程来提升性能。

与所有新技术一样,Chiplet也面临不少挑战,受限于不同架构、不同制造商生产的die之间的互连接口和协议的不同,设计者必须考虑到工艺制程、封装技术、系统集成、扩展等诸多复杂因素。同时还要满足不同领域、不同场景对信息传输速度、功耗等方面的要求,使得Chiplet的设计过程异常艰难。

Chiplet不是救市良方也不是灵丹妙药,它不过是一种技术发展的思路而已。这种思路要落到实处,还是需要经过踏实的、艰苦的努力。

特别声明:文章内容仅供参考,不构成投资建议。投资者据此操作风险自担。
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