本文來自微信公眾號(hào)“半導(dǎo)體芯聞”。
就在小芯片(Chiplet)技術(shù)大型其道，用以維持芯片的性能提升，并延續(xù)摩爾定律發(fā)展的情況下，各家芯片設(shè)計(jì)大廠莫不持續(xù)發(fā)展該項(xiàng)技術(shù)。目前，韓國三星也正及及考慮3D Chiplet技術(shù)運(yùn)用于自家未來的Exynos系列行動(dòng)處理器當(dāng)中。
根據(jù)外媒引用知情人士的消息指出，三星內(nèi)部正考慮將3D Chiplet應(yīng)用于Exynos系列行動(dòng)處理器上，因?yàn)檫@樣做可以獲得顯著的好處。原因在于，3D Chiplet有助于提高Exynos的生產(chǎn)效率，而且進(jìn)一步增強(qiáng)其產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
Chiplet主要是將特定功能的die，透過die-to-die間的內(nèi)部互聯(lián)技術(shù)達(dá)到多個(gè)模組芯片與底層基礎(chǔ)芯片封裝在一起，形成一個(gè)系統(tǒng)芯片，以完成一種新形式的芯片設(shè)計(jì)，這與過去主流單芯片處理器主要是將多個(gè)負(fù)責(zé)不同類型計(jì)算任務(wù)的計(jì)算單元，通過先進(jìn)制程微縮的的形式制作到同一塊芯片上的做法。例如手機(jī)行動(dòng)處理器上，主要會(huì)整合CPU、GPU、DSP、ISP、NPU、Modem等特定運(yùn)算單元以及諸多的介面有很大的不同。
相對(duì)來說，Chiplet則是將原本一塊復(fù)雜的單系統(tǒng)芯片，從設(shè)計(jì)時(shí)就先按照不同的運(yùn)算單元或功能單元對(duì)其進(jìn)行分解，然后每個(gè)單元選擇最適合的半導(dǎo)體制程技術(shù)進(jìn)行分別制造，再透過先進(jìn)封裝技術(shù)將各個(gè)單元彼此互聯(lián)，最終整合封裝為一個(gè)單芯片處理器。
然而，隨著芯片制成演進(jìn)到個(gè)位數(shù)納米時(shí)代，制程難度和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性不斷增加，制造流程更加復(fù)雜，芯片設(shè)計(jì)成本大幅增加，這也是Chiplet受到關(guān)注的主要因素。另外，近年來摩爾定律的發(fā)展日趨放緩。在此背景下，Chiplet就被業(yè)界寄予厚望，或從另一個(gè)角度來延續(xù)摩爾定律的經(jīng)濟(jì)效益。目前，NVIDIA、AMD、Intel等代表性公司正在將Chiplet納入HPC處理器的開發(fā)中。
就現(xiàn)階段來說，最需要先進(jìn)制程技術(shù)的產(chǎn)品就是運(yùn)用于手機(jī)的行動(dòng)處理器，但因?yàn)槠鋵?duì)良率非常敏感。因此，透過使用3D Chiplet的方式可以實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的生產(chǎn)。此外，采用3D封裝技術(shù)，還可以進(jìn)一步減小芯片整體封裝尺寸，并且可以透過增加芯片之間的連接性，同時(shí)提高頻寬和效率。因此外界預(yù)期，三星要加入Chiplet設(shè)計(jì)的主因，應(yīng)該就是先進(jìn)制程發(fā)展瓶頸所造成的Exynos系列行動(dòng)處理器性能不佳情況。
根據(jù)市場(chǎng)研究公司Counterpoint Research的數(shù)據(jù)，2023年第二季手機(jī)行動(dòng)處理器市場(chǎng)占比按營(yíng)收計(jì)算，高通占比40%、蘋果占比33%、聯(lián)發(fā)科16%，但三星電子僅7%。因此，接下來三星能否透過3D Chiplet技術(shù)來挽回Exynos系列行動(dòng)處理器的頹勢(shì)，大家拭目以待。
