芯片弯道超车 中国半导体弯道超车

生活 (73) 6天前

科技创新板每日8月5日讯今日半导体板块表现活跃。截至发稿,大港股份连续4板,鑫源股份、通富微电、方静科技、华天科技涨停,民心股份、长电科技涨幅超过8%。

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在这些暴涨的股票中,隐藏着一条线——先进封装,其中小芯片技术最受机构投资者关注。

7月,原核心股份接受三批机构调研,重点关注公司在Chiplet领域的规划。公司表示,通过“IP芯片化,IP作为小芯片”和“芯片平台化,小芯片作为平台”,实现小芯片的产业化。鑫源股份有望成为全球首家实现Chiplet商业化的企业。

通富微电子和华天科技也表示保留了Chiplet相关技术。小芯片是先进的封装技术之一。除此之外,先进包装概念股也受到市场的关注。4联板大港股份有限公司表示,已储备TSV、微凸点、RDL等先进封装核心技术。

Chiplet或成延续摩尔定律的新法宝

资料显示,Chiplet俗称core,也叫小芯片。它是一种满足特定功能的管芯(裸片)。通过die-to-die的内部互连技术,将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,实现一种新的ip复用形式。

目前,在主流的片上系统中,负责不同类型计算任务的多个计算单元通过光刻法制造在同一晶片上。简而言之,主流路线追求高度集成,采用先进的制造工艺对所有单元进行全面升级。

然而,随着半导体工艺不断向3nm/2nm推进,晶体管尺寸已经逼近物理极限,时间和成本越来越高,但“经济效益”却越来越有限,摩尔定律变慢。

在此基础上,小芯片技术应运而生,实现了“曲线救国”。

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如图,原来复杂的SoC芯片从设计的时候就按照不同的计算单元或者功能单元进行分解,然后通过选择最合适的工艺来制造各个单元,再将这些模块化的裸芯片互联起来。通过先进的封装技术将不同功能和不同工艺的小芯片封装成一个SoC芯片。

数据表明,小芯片技术不仅可以大幅提高大芯片的良率,还可以降低设计复杂度、设计成本和制造成本。

因为有些计算单元对工艺技术要求不高,有些即使采用成熟的技术也能表现良好。因此,SoC小芯片化后,通过选择合适的工艺,可以根据需要分别制造不同的内核,然后通过先进的封装技术组装起来。

在保持芯片性能的基础上,采用先进封装的成熟工艺还可以降低成本。业界认为,Chiplet将给整个半导体产业链带来革命性的变化。

根据Omdia的报告,预计到2024年,Chiplet的市场规模将达到58亿美元,2035年将超过570亿美元,市场规模将出现快速增长。

国内企业积极拥抱小芯片,但仍面临诸多挑战

业内称,Chiplet是传统SiP技术的继承和发展。Chiplet具有迭代周期快、成本低、成品率高等一系列优越特性,其积木式设计特别适合中国系统设计企业。

对于中国半导体产业来说,Chiplet先进封装技术与国外差距不大,有望引领中国半导体产业实现质的突破。

华为是中国第一家尝试小芯片的公司,海思前期与TSMC在小芯片技术上有合作。此外,新动科技、鑫源股份等公司也紧跟小芯片的研发步伐。

需要注意的是,Chiplet不是“万能的”,也无法避免国内外先进工艺的差距。核心逻辑计算单元仍然依赖高级进程来提高其性能。

与所有新技术一样,小芯片面临着许多挑战,这些挑战受到不同制造商生产的不同架构和芯片之间互连接口和协议的差异的限制。设计师必须考虑工艺、封装技术、系统集成和扩展等诸多复杂因素。同时还要满足不同领域和场景对信息传输速度和功耗的要求,这使得小芯片的设计过程异常艰难。

小芯片不是救市的好办法,也不是万能药。这只是一个技术发展的想法。这种思路要想落到实处,还需要实际的、艰苦的努力。

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