Chiplet成為行業(yè)技術(shù)演進的關(guān)鍵路徑

后摩爾時代單片同質(zhì)集成向三維多片異構(gòu)封裝集成技術(shù)[改道]是重要趨勢。

因為三維多片異構(gòu)封裝可以提供更高的帶寬、更低的功率、更低的成本和更靈活的形狀因子。

Chiplet的搭積木模式集工藝選擇、架構(gòu)設(shè)計、商業(yè)模式三大靈活性于一體。

如此一來，便有助于創(chuàng)新發(fā)生，便可推動微系統(tǒng)的發(fā)展、推進芯片架構(gòu)創(chuàng)新、加快系統(tǒng)架構(gòu)創(chuàng)新。

根據(jù)UCIe分析：28nm制程的芯片設(shè)計成本約0.51億美元。

但當(dāng)制程提升至5nm時，芯片設(shè)計成本則快速升至5.42億美元，成本提升近十倍。

據(jù)TF SECURITIES預(yù)計，2024年Chiplet的市場規(guī)模將達到58億美元，Chiplet的全球市場規(guī)模將迎來快速增長。

日企Socionext是UCIe工作組一員

目前，Chiplet最大的局限在于整個生態(tài)系統(tǒng)還沒有建立完善，關(guān)鍵則要打通底層的技術(shù)標準。

這些年隨著Chiplet概念的持續(xù)發(fā)酵，許多公司都產(chǎn)生了很多好的想法，但由于生態(tài)圈不成熟，尚無法落地。

目前能落地多為邏輯芯片與內(nèi)存的堆疊互聯(lián)，模擬芯片、MEMS、光電器件間的整合仍待探索。

2022年3月成立的以臺積電、谷歌、Meta等美國大型IT企業(yè)為核心的標準化組織通用芯片互連高速聯(lián)盟（UCIe），一年內(nèi)吸引了100多家成員企業(yè)加入。

從加入該組織的日本企業(yè)來看，Socionext是可以加入規(guī)范制定工作組的貢獻成員，京瓷的美國子公司等是可以看到最終規(guī)范并獲得知識產(chǎn)權(quán)保護的采用成員。

由富士通和松下控股的業(yè)務(wù)合并而成的半導(dǎo)體設(shè)計企業(yè)Socionext于10月12日在東證Prime上市。

Socionext是2010年代前半期無法維持半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的日本綜合機電制造商實施行業(yè)重組的過程中誕生的企業(yè)之一。

Socionext從事的ASIC是根據(jù)各種產(chǎn)品的參數(shù)和性能進行設(shè)計的定制產(chǎn)品，市場規(guī)模不及通用產(chǎn)品ASSP。

據(jù)Socionext推測，ASIC的市場規(guī)模在170億美元左右，僅為ASSP的15％。

對于自動駕駛等技術(shù)而言，半導(dǎo)體大大左右其性能，因此客戶根據(jù)自己的差異化戰(zhàn)略，充分利用ASIC的機會增多。

日本企業(yè)與大學(xué)開發(fā)核心粒子技術(shù)

2022年10月，東京工業(yè)大學(xué)和AOI電子開發(fā)了一種連接核心粒子的新技術(shù)。

并與大阪大學(xué)等研究芯片堆疊技術(shù)的機構(gòu)，以及日本住友電工、Maxell等10余家日本本土企業(yè)成立[核心芯片集成平臺聯(lián)盟]，推動技術(shù)開發(fā)與驗證。

在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，傳統(tǒng)的前工序和后工序之間將出現(xiàn)[芯片集成]的新產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

核心顆粒技術(shù)通用性高，有望在多個領(lǐng)域產(chǎn)生影響，提高經(jīng)濟效益。

日本東京工業(yè)大學(xué)及AOI Electronics等的研究團隊開發(fā)出了連接功能不同的多個半導(dǎo)體芯片，使其像一個芯片一樣工作的關(guān)鍵技術(shù)。

過去，芯粒之間的連接大多使用被稱為[中介層]的中間基板，中介層的主流是硅基板，但這種基板在電氣特性、定位精度、成本等方面存在問題。

此次的技術(shù)優(yōu)勢在于能以最小限度的元素實現(xiàn)芯粒之間或者芯粒與外部的連接。

其技術(shù)優(yōu)勢是：

①能以最小限度的元素實現(xiàn)芯粒之間或者芯粒與外部的連接，可以輕松提高芯粒的集成密度，或者改善電氣特性，而且容易進行連接的定位；

②能夠提高使芯粒與外部實現(xiàn)電氣連接的布線的高頻特性和散熱性能。

未來，以芯粒模式集成的芯片將是超級異構(gòu)系統(tǒng)，為IC產(chǎn)業(yè)帶來更多的靈活性和新的機會。

日本半導(dǎo)體[套路]玩得這么深

去年11月，豐田、索尼、軟銀、鎧俠、NTT、電裝、三菱UFJ銀行、NEC這8家日本公司合資成立了全新的半導(dǎo)體公司Rapidus。

這家Rapidus公司也就是高端芯片聯(lián)盟，目標是瞄準2nm制程展開研發(fā)，并計劃在2030年之前實現(xiàn)2nm芯片的量產(chǎn)代工,并計劃在2027年量產(chǎn)超越2nm技術(shù)的芯片。

8家日企聯(lián)合出資10億日元，日本方面額外提供700億日元（約35億人民幣）的補貼。

除了研發(fā)2nm芯片，Rapidus還會在人工智能，智能城市建設(shè)開展高端半導(dǎo)體的研究，為日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)添磚加瓦。

相比于臺積電成立的3D Fabric聯(lián)盟，兩者最大的不同就是前者有美光等美芯企業(yè)參與，而后者全部是日企。

日本半導(dǎo)體一直以來都和美芯片企業(yè)走得很近，無論是[四方芯片聯(lián)盟]也好，還是兩者決定聯(lián)合研發(fā)2nm芯片也罷，都能看到日本半導(dǎo)體的身影。

而如今日企自己組建了[高端芯片聯(lián)盟]，一邊喊美半導(dǎo)體大哥，一邊又開了小灶卻不喊大哥來分一杯羹。

結(jié)尾：

日本在人工智能和云計算等領(lǐng)域的投資也相對較少，這使得Chiplet技術(shù)的發(fā)展受到了限制。

同時其半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨著來自中國、韓國和臺灣等亞洲國家的激烈競爭。

這些國家在半導(dǎo)體領(lǐng)域的投資力度越來越大，并且在Chiplet技術(shù)領(lǐng)域也有著自己的研究和開發(fā)，這使得日本在Chiplet技術(shù)領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢變得較小。

雖然日本在Chiplet技術(shù)領(lǐng)域面臨一些挑戰(zhàn)，但是日本的技術(shù)經(jīng)驗和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)為其在這個領(lǐng)域取得成功提供了基礎(chǔ)。