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Chiplets 對英特爾和臺積電的顛覆性有多大?

2024-01-30 14:36:25

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Chiplets(小晶片堆疊)並非新事物。它深深植根於半導體行業,是一種設計和製造積體電路的模組化方法。隨著半導體設計的複雜性不斷提高,小晶片的概念也隨之應運而生。以下是關於小晶片需求的一些有據可查的觀點:

積體電路(IC)的複雜性:隨著半導體技術的進步,設計和製造大型單片 IC 的複雜性也隨之增加。這導致了產量、成本、技術資源和上市時間方面的挑戰。

摩爾定律:半導體行業一直遵循摩爾定律,該定律表明微晶片上的電晶體數量大約每兩年就會增加一倍。電晶體密度的不斷擴大給傳統的單片設計帶來了挑戰。

多樣化的應用:不同的應用需要專門的元件和功能。小晶片不是建立試圖滿足所有需求的單片晶片,而是允許建立可以以混合搭配方式組合的專用元件。

成本和上市時間考慮因素:開發新的半導體工藝技術是一項昂貴且耗時的工作。Chiplet 提供了一種利用某些元件現有成熟流程的方法,同時專注於特定功能的創新。小晶片還有助於新工藝技術的發展,因為晶片尺寸和複雜性只是單片晶片的一小部分,從而簡化了製造和產量。

互連挑戰:隨著元件之間距離的增加,傳統的單片設計面臨互連性方面的挑戰。小晶片可以提高模組化性並簡化互連性。

異構整合:小晶片可以將不同的技術、材料和功能整合在一個封裝上。這種方法稱為異構整合,有助於組合不同的元件以實現更好的整體效能。

行業合作:小晶片的開發通常涉及不同半導體公司和行業參與者之間的合作。標準化工作,例如由通用Chiplet 互連快速聯盟 (UCIe) 等組織領導的用於 Chiplet 整合的標準化工作。

總結:小晶片的出現是為了解決半導體行業日益增加的複雜性、成本、上市時間和人員壓力所帶來的挑戰。基於小晶片的設計的模組化和靈活特性允許更高效和可定製的晶片整合,有助於半導體技術的進步,更不用說多源晶片的能力了。

英特爾

英特爾確實充分利用了小晶片,這是其 IDM 2.0 戰略的關鍵。

主要有兩點:

英特爾將使用chiplet在4年內交付5個工藝節點,這是IEDM 2.0戰略的一個重要里程碑(intel7、4、3、20A、18A)。

英特爾使用小晶片為內部產品開發了intel4 工藝。英特爾開發的 CPU 小晶片比歷史上的單片 CPU 晶片更容易實現。Chiplet 可用於更快地提升程序,英特爾無需為複雜的 CPU 或 GPU 執行完整的程序即可取得成功。然後,英特爾可以為代工廠客戶釋出新的工藝節點(intel3),這些客戶可以設計單片或基於小晶片的晶片。英特爾也在 20A 和 18A 上這樣做,因此這是 4 年裡程碑中的 5 個工藝節點。當然,這一成就值得商榷,但我認為沒有理由這樣做。

當業務需要時,英特爾將使用小晶片來外包製造(臺積電)。

英特爾與臺積電簽署了歷史性的小晶片外包協議。這是一個明確的概念證明,讓我們回到FinFET 時代之前所享受的多源代工業務模式。我不知道英特爾是否會在 N3 節點之外繼續使用臺積電,但這一點已經明確了。我們不再受單一晶片製造來源的束縛。

英特爾可以利用這種概念驗證(使用來自多個代工廠的小晶片並將其打包)來獲得代工廠商機,其中客戶希望獲得多個代工廠的自由。英特爾是第一家這樣做的公司。

臺積電

主要有兩點:

透過小晶片,臺積電避免了壟斷

使用小晶片,客戶理論上可以從多個來源獲得他們的晶片。雖然聽說臺積電不會封裝其他代工廠的晶片,但如果像英偉達這樣的巨頭要求他們這樣做,我相信他們會的。

Chiplet將挑戰臺積電,而臺積電始終迎接挑戰,因為挑戰伴隨著創新。

TSMC 透過其3D Fabric全面系列的 3D 矽堆疊和先進封裝技術快速響應小晶片。如今小芯片面臨的最大挑戰是支援生態系統,這就是臺積電的生態系統。

回到最初的問題:Chiplets 對英特爾和臺積電的顛覆性有多大?

答案:非常具有顛覆性!我們正處於半導體制造顛覆的開端,這是自FinFET 以來從未有過的。現在,所有純粹的代工廠和 IDM 代工廠都有機會在全球依賴的晶片領域分一杯羹,這是絕對的。

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