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    為摩爾定律續(xù)命 從SoC轉(zhuǎn)向Chiplet“小芯片”

    2021年11月19日 11:36:31   來(lái)源:快科技

      以英特爾前CEO戈登摩爾命名的摩爾定律,是指集成電路中的晶體管數(shù)量每?jī)赡攴环?5年來(lái),半導(dǎo)體行業(yè)一直用摩爾定律來(lái)制定路線圖和研發(fā)目標(biāo)。

      為延續(xù)摩爾定律、實(shí)現(xiàn)芯片小型化,55年間新技術(shù)不斷涌現(xiàn),但從歷史上看,晶圓的光掩模限制了單個(gè)芯片的最大尺寸,芯片制造商和設(shè)計(jì)人員不得不用多個(gè)芯片來(lái)完成提供的功能。

      很多情況下,甚至是多個(gè)芯片提供相同的功能,就像是處理器的內(nèi)核和內(nèi)存模塊那樣。

      之前一直在用的SoC(片上系統(tǒng))技術(shù)可以組合不同的模塊,模塊之間通信速度更快的同時(shí),功耗更低、密度更高,而且成本更低。

      但近年來(lái),先進(jìn)制造節(jié)點(diǎn)的成本增加,削弱了SoC技術(shù)在成本上的優(yōu)勢(shì)。

      在最新的臺(tái)積電2021開(kāi)放創(chuàng)新平臺(tái)活動(dòng)上,Alchip Technologies研發(fā)副總裁James Huang表示Chiplet“小芯片”和先進(jìn)的封裝技術(shù),可以提供比單個(gè)SoC更有競(jìng)爭(zhēng)力的成本結(jié)構(gòu),同時(shí)保持接近的性能和功耗。

      其引用了兩項(xiàng)對(duì)小芯片/封裝發(fā)展至關(guān)重要的技術(shù):一項(xiàng)是臺(tái)積電的 3DFabric和CoWos組合技術(shù),另一項(xiàng)是Alchip的APLink die-to-die (D2D) I/0技術(shù)。

      Chiplet“小芯片”技術(shù),顧名思義,就是用多個(gè)小芯片封裝在一起,用die-to-die內(nèi)部互聯(lián)技術(shù),組成異構(gòu)System in Packages( SiPs)芯片。而更小的芯片單體,可以提高每片晶圓的利用率,從而降低成本。

    為摩爾定律續(xù)命:從SoC轉(zhuǎn)向Chiplet“小芯片”

      圖源EETimes

      但為了維持摩爾定律,Chiplet“小芯片”技術(shù)還需要提供與SoC技術(shù)接近的性能,需要AIchip的APLink D2D I/0技術(shù)支撐多個(gè)小芯片之間的高速數(shù)據(jù)流。

      APlink 1.0使用的是臺(tái)積電的12nm工藝,速度是1Gbps;APlink 2.0用的是7nm工藝,速度是4Gbps;正在測(cè)試的APLink 3.0已經(jīng)有16Gbps的速度。

      根據(jù)路線圖,即將推出的APLink 4.0會(huì)采用3nm D2D工藝。

      APlink 4.0 IP 將支持北/南、東/西方向和對(duì)稱式PHY對(duì)齊,以盡量減少D2D線長(zhǎng),其互連拓?fù)涞腎/O總線會(huì)用標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)核電壓,PHY宏的速度將達(dá)到12Tbps,每條DQ的速度達(dá)到16Gbps,且只有5納秒延遲 。

    為摩爾定律續(xù)命:從SoC轉(zhuǎn)向Chiplet“小芯片”

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      Chiplet“小芯片”技術(shù)涉及封裝、EDA、芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域,也有機(jī)會(huì)重構(gòu)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈,但最后落地的關(guān)鍵是商業(yè)模式,Chiplet“小芯片”還需要點(diǎn)時(shí)間來(lái)證明自己。

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