Chiplet技术有哪些优势

Chiplet技术简介

Chiplet技术，就像用乐高积木拼搭玩具一样，将芯片的不同功能模块，例如CPU、GPU、内存等，分别制造成独立的小芯片。然后，通过高速互联技术将它们连接在一起，形成一个完整的芯片。比如说NVIDIA最新发布的DGX B200，就是Chiplet技术下的产物。这也是NVIDIA第一款Chiplet GPU芯片，凭借 NVIDIA Blackwell 架构在计算方面的进步，DGX B200 的训练性能是 DGX H100 的 3 倍，推理性能是 DGX H100 的 15 倍，想了解更多Chiplet架构的小伙伴，可以移步视频号。

Chiplet的技术优势

01提高芯片良率

传统的单芯片设计模式，随着芯片尺寸的不断缩小，迈入3nm、2nm制程后，芯片的良率成为一大挑战。据悉，头部晶圆大厂的3nm良率也仅在50%左右。而Chiplet技术将芯片设计分解成多个更小的模块，每个模块可以单独进行制造和测试，从而可以提高整体芯片的良率。

02降低芯片成本

随着行业转向更小的工艺节点，生产大型芯片的成本持续增加。目前台积电3纳米晶圆每片成本为20,000美元，比5nm（16,000 美元）晶圆成本上涨了25%，而行业预计2nm晶圆成本将比3nm再增加50%。制造大型整体芯片将变得越来越不经济。在摩尔定律基本上不再带来经济效益的情况下，Chiplet被认为是最好的大芯片替代设计方法。Chiplet技术可以采用不同制程工艺、不同代工厂来制造不同的模块，例如可以使用成熟的制程工艺来制造成熟的IP模块，而使用更先进的制程工艺来制造关键的性能模块，这种混合制程工艺可以降低芯片的整体成本。

03提高芯片灵活性

Chiplet技术可以根据不同的需求定制芯片配置，例如可以根据客户的需求选择不同的IP模块或调整模块的数量。由于模块化设计使得各个模块独立，设计者可以针对特定需求对特定模块进行优化和迭代，而不会影响其他模块。这种灵活性使得芯片能够更好地满足不同的市场需求。

Chiplet面临的挑战

1互联技术挑战

Chiplet技术需要使用高速互联技术来将不同的Chiplet连接在一起。目前常用的互联技术包括高速SerDes、PCI Express等，但这些技术的带宽和成本都存在一定的限制。目前可以看到国际大厂在设计Chiplet芯片时，都将互联作为很重要的一环。像AMD的"Infinity Fabric"技术、英特尔的嵌入式多芯片互连桥 (EMIB) 等。

2封装技术挑战

Chiplet技术往往需要使用先进的封装技术，如2.5D、3D封装技术将不同的Chiplet封装在一起，与此同时，还要考虑散热和功耗的要求。包括台积电在内的晶圆代工厂正在通过3D封装技术来快速响应Chiplet。

3生态系统挑战

Chiplet技术需要一个完整的生态系统来支持，包括Chiplet设计工具、Chiplet制造工艺、Chiplet测试工具等。目前，Chiplet技术的生态系统还不完善，需要更多的企业和机构加入到Chiplet生态系统的建设中来。

4标准化挑战

Chiplet技术需要统一的标准来规范Chiplet的接口、互联方式等。目前业界Chiplet的互联标准规范有很多，有OIF联盟的XSR，Open联盟的BOW和OHBI，Chips Alliance的AIB，当然，还有目前最热的UCIe。UCIe（Universal chiplet interconnect express）互联标准的诞生，为Chiplet互联的兼容性和互操作性问题带来了很大的帮助，该标准由AMD、Arm、英特尔、高通、三星、台积电、日月光、谷歌、Meta和微软等十家行业巨头联合推出。随着UCIe标准的不断完善和推广，Chiplet技术将得到更加广泛的应用，并对芯片产业产生深远的影响，是德科技作为UCIe联盟的一员，也积极的参与到了标准的制定中来。

是德科技在Chiplet方面的储备

Chiplet技术需要对Chiplet之间的互联进行设计和测试。这对于芯片设计人员和测试工程师来说都是一个新的挑战。是德科技作为专业的测试方案提供商，也提供了从仿真到测试的完整方案。

1.仿真平台

ADS2024是业界支持Chiplet D2D的建模仿真工具，ADS2024 Update 1.0版本已经支持UCIe规范，能够仿真测试的指标包括：眼高，眼宽，BER，VTF等。

2.物理层测试平台

在高速接口的物理层测试方面，是德科技也提供了从发送，信道到接收端的测试方案。

3.On-wafer测试

对On-wafer测试，是德科技也与合作伙伴一起推出针对Chiplet晶圆和硅光的On-Wafer测试平台。

Chiplet技术俨然已经成为了一种重要的芯片设计趋势。

想象一下，未来我们可以像搭积木一样，轻松地构建各种功能强大、性能卓越的芯片，满足不同应用的需求。Chiplet不仅是一种制造方式，更是一种思维方式，让我们能够以更加灵活、创新的方式来构建未来的芯片世界。让我们一起期待，Chiplet技术如何继续推动科技的进步，引领我们进入更加美好的未来！

关于是德科技

是德科技（NYSE：KEYS）启迪并赋能创新者，助力他们将改变世界的技术带入生活。作为一家标准普尔 500 指数公司，我们提供先进的设计、仿真和测试解决方案，旨在帮助工程师在整个产品生命周期中更快地完成开发和部署，同时控制好风险。我们的客户遍及全球通信、工业自动化、航空航天与国防、汽车、半导体和通用电子等市场。我们与客户携手，加速创新，创造一个安全互联的世界。