Chiplet对英特尔和台积电有何颠覆性

Chiplets（芯片堆叠）并不新鲜。其起源深深植根于半导体行业，代表了设计和制造集成电路的模块化方法。为了应对最近半导体设计复杂性日益增加带来的挑战，chiplet的概念得到了激发。以下是有关chiplet需求的一些有据可查的要点：

集成电路 (IC) 的复杂性：随着半导体技术的进步，设计和制造大型单片 IC 的复杂性也随之增加。这导致了良率、成本、技术资源和上市时间方面的挑战。

摩尔定律：半导体行业一直遵循摩尔定律，该定律表明微芯片上的晶体管数量大约每两年就会增加一倍。晶体管密度的不断扩大给传统的单片设计带来了挑战。

多样化的应用：不同的应用需要专门的组件和功能。chiplet不是创建试图满足所有需求的单片芯片，而是允许创建可以以混合搭配方式组合的专用组件。

成本和上市时间考虑因素：开发新的半导体工艺技术是一项昂贵且耗时的工作。Chiplet 提供了一种利用某些组件现有成熟流程的方法，同时专注于特定功能的创新。chiplet还有助于新工艺技术的发展，因为芯片尺寸和复杂性只是单片芯片的一小部分，从而简化了制造和产量。

互连挑战：随着组件之间距离的增加，传统的单片设计面临互连性方面的挑战。chiplet可以提高模块化性并简化互连性。

异构集成：chiplet可以将不同的技术、材料和功能集成在一个封装上。这种方法称为异构集成，有助于组合不同的组件以实现更好的整体性能。

行业合作：chiplet的开发通常涉及不同半导体公司和行业参与者之间的合作。标准化工作，例如由通用 Chiplet 互连快速联盟 (UCIe) 等组织领导的用于 Chiplet 集成的标准化工作。

底线：chiplet的出现是为了解决半导体行业日益增加的复杂性、成本、上市时间和人员压力所带来的挑战。基于chiplet的设计的模块化和灵活特性允许更高效和可定制的芯片集成，有助于半导体技术的进步，更不用说多源芯片的能力了。

Chiplet对英特尔的影响

英特尔确实充分利用了chiplet，这是其 IDM 2.0 战略的关键。

主要有两点：

英特尔将使用chiplet在4年内交付5个工艺节点，这是IEDM 2.0战略的一个重要里程碑（intel 7、intel 4、intel 3、intel 20A、intel 18A）。

英特尔使用chiplet为内部产品开发了intel 4 工艺。英特尔开发的 CPU chiplet比历史上的单片 CPU 芯片更容易实现。Chiplet 可用于更快地提升进程，英特尔无需为复杂的 CPU 或 GPU 执行完整的进程即可取得成功。然后，英特尔可以为代工厂客户发布新的工艺节点（英特尔 3），这些客户可以设计单片或基于chiplet的芯片。英特尔也在 20A 和 18A 上这样做，因此这是 4 年里程碑中的 5 个工艺节点。当然，这一成就值得商榷，但我认为没有理由这样做。

当业务需要时，英特尔将使用chiplet来外包制造（台积电）。

英特尔与台积电签署了历史性的chiplet外包协议。这是一个明确的概念证明，让我们回到 FinFET 时代之前所享受的多源代工业务模式。我不知道英特尔是否会在 N3 节点之外继续使用台积电，但这一点已经明确了。我们不再受单一芯片制造来源的束缚。

英特尔可以利用这种概念验证（使用来自多个代工厂的chiplet并将其打包）来获得代工厂商机，其中客户希望获得多个代工厂的自由。英特尔是第一家这样做的公司。

台积电如何看待Chiplet？

主要有两点：

通过chiplet，台积电避免了 M 字（monopoly）。

使用chiplet，客户理论上可以从多个来源获得他们的芯片。最后我听说台积电不会封装其他代工厂的芯片，但如果像英伟达这样的巨头要求他们这样做，我相信他们会的。

Chiplet 将挑战台积电，而台积电始终迎接挑战，因为挑战伴随着创新。

TSMC 通过其3D Fabric全面系列的 3D 硅堆叠和先进封装技术快速响应chiplet。如今chiplet面临的最大挑战是支持生态系统，这就是台积电的生态系统。

回到最初的问题“Chiplet 对英特尔和台积电有何颠覆性？” 非常如此。我们正处于自 FinFET 以来从未见过的半导体制造颠覆的开端。现在，所有纯晶圆代工厂和 IDM 代工厂绝对都有机会分得世界所依赖的芯片。

来源：半导体行业观察

审核编辑：汤梓红