Chiplet,会否成为中国半导体产业的突破口之一

最新更新时间:2022-05-13来源: 爱集微关键字:半导体 手机看文章 扫描二维码
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5月12日,由张江高科895创业营、爱集微联合主办的“张江高科895创业营&爱集微·未来车专场”第三场主题活动—“Chiplet将如何改变芯片市场格局?”以线上直播形式召开。据爱集微统计,本场活动全网在线累计观看人数:33200,其中爱集微官网&APP 25276 ,集微官方微博6450,B站157,视频号1307。

本次活动邀请到的嘉宾包括张江高科创投管理部副总经理易晖,黑芝麻智能首席市场营销官杨宇欣,奕行智能运营及供应链负责人、半导体封装技术专家刘一波,芯启源研发副总裁陈盈安,芯来科技市场战略VP李珏,奇异摩尔产品及解决方案副总裁祝俊东,昕原半导体首席营销官(CMO)孟凡生,活动由集微咨询高级分析师陈跃楠主持。

本次活动中,与会嘉宾围绕Chiplet(芯粒)这一设计思路和工程方法的产业化问题,如关键技术瓶颈、主要应用领域,分享了各自的洞察,为从事相关产业的业内人士提供了现阶段所面临问题的解决思路和应对策略。

易晖在致辞中表示,Chiplet日益被视为延续摩尔定律的一个重要途径,今年3月英特尔等十大产业巨头联合发起UCIe联盟,携手推动芯粒接口规范的标准化,Chiplet已是大势所趋,甚至可以期待其成为中国半导体产业的突破口之一。本次活动邀请包括895创业营成员奕行智能和黑芝麻智能在内的相关企业聚首,正是为了共同探讨中国半导体产业在这一技术领域的发展情况,以及我们在技术基础和产业生态方面存在的一些挑战。

Chiplet技术发展现状

针对Chiplet当前的发展情况这一议题,集微咨询高级分析师陈跃楠表示,Chiplet技术的推进,需要与芯片代工厂、封测厂、封测材料和载板、设备厂商等整个产业链贯通,其生态的构建之路相当漫长。

刘一波指出,从目前已有的体现Chiplet理念的实践,如AMD的EPYC服务器芯片来看,主要能获得三大收益,一是I/O、内存控制器等可区隔的功能通过沿用充分验证过的成熟方案,节约开发资源,缩短开发和上市时间;二是通过不同功能的灵活配置,丰富产品SKU,灵活覆盖细分市场;三是可以有效利用不同Fab在不同工艺和不同功能上的差异化优势。

刘一波总结称,Chiplet概念以往主要还是应用在高性能计算相关场景上,大规模应用还面临如高质量硬IP、配套EDA软件、die-to-die互连技术、封装材料与技术、测试技术等瓶颈,行业标准也尚待统一和完善,目前仅少数具备产业链动员能力的巨头在实践,未来需要建立业界统一的标准,并且能够形成实际的利益驱动,让更多厂商参与到生态建设中,这样才有望形成良性循环,能够低成本地满足异构集成的需求,进一步扩展多样化应用。

陈盈安回顾了其在Marvell期间参与MoChi互连架构开发的经历,指出各家厂商在die-to-die互连技术上,正逐步从私有标准、私有协议走向开放标准和协议,如UCIe联盟的诞生,而随着行业开放标准建立,越来越多厂商可以参与到生态中来,未来的系统厂商概念将会是不同裸片的集成。

李珏表示,该公司对Chiplet领域有持续关注,Chiplet可能将使IP授权出现从软核到硬核再到die的变化,芯来科技也正在进行布局。作为RISC-V架构CPU IP厂商,该公司能够在非常早期接触到用户选型的需求,李珏提示目前汽车领域很多厂商对Chiplet有浓厚兴趣,但集成的成本,特别是射频类小芯片的集成,目前构成应用的一大瓶颈,需要商业模式的创新。

Chiplet的未来应用潜力

围绕Chiplet技术未来可能的应用领域,孟凡生展望称,Chiplet在自动驾驶、数据中心、人工智能等典型场景中有望得到广泛应用,未来Chiplet技术也将实现不同计算架构,不同工艺平台,乃至不同工艺介质的die互连,整体适配场景。

孟凡生认为,Chiplet技术早期发展中,处于生产制造环节的厂商具有更大话语权,英特尔发起的UCIe协议已可充分支持如DRAM和ReRAM等不同存储器件的异构集成,形成缓存一致性,非常有机会在应用端实现更多的创新。

杨宇欣就这一议题也分享了他的洞察,作为深耕自动驾驶领域的企业,黑芝麻智能预测以算力为核心的自动驾驶芯片或将向汽车单一的“中央大脑”演进,芯片功能将极其复杂,集成从计算到控制、传输等核心功能,Chiplet将创造这样的可能性。此外,国内半导体创业企业中做CPU、GPU等“大芯片”的企业越来越多,随着功能集成要求更多,性能要求更高,设计面临的挑战也越来越大,Chiplet则可以实现不同功能模块的区隔,根据各自的最优迭代节奏分阶段演进,有效降低研发难度。

杨宇欣指出,Chiplet未来的发展,既要解决技术问题,也要探索商业模式与产业链分工的创新,自动驾驶芯片预计市场容量较大,每年可能达到上亿颗的芯片出货量,足以支撑商业模式闭环,而对一些市场容量较小的品类,能否支撑Chiplet技术仍面临挑战。

同为自动驾驶领域厂商,奕行智能刘一波分析称,自动驾驶芯片企业有两条发展路径,一条是追求极致技术,用各种手段探索可能的计算边界,这条赛道的企业对新技术有较高的尝试意愿,当然也面临与英伟达等巨头正面PK的挑战。

而奕行智能则更诸重商业落地,如特斯拉所提供的辅助驾驶功能,大幅提升消费者驾驶体验,最大限度促进其产品销售,在这样的赛道,整车企业对成本可控,性能处于L2或L2+的辅助驾驶方案有很大需求。

刘一波预计,未来三五年内15-25万元这一出货量最大的整车价格区间,将出现相关解决方案的普及,而这一价位段的车型,对成本会非常敏感,英伟达等“高举高打”的域控制器解决方案动辄几万块价格,整车企业很难消化,Chiplet方法如果能以较低成本实现相关解决方案,将会有用武之地。

不过刘一波也谈到,汽车电子的固有属性与消费电子不同,安全性可靠性仍然是放在第一位的,导入新技术新架构进程不会特别激进,可能还需要Chiplet在其他应用领域发展较为成熟,生态完善、技术也经过验证后才会逐步渗透汽车电子。

Chiplet的未来应用挑战

祝俊东表示,奇异摩尔正是一家专注于Chiplet相关技术研发的公司,关于Chiplet的挑战,可以总结为三点:怎么算的快,怎么算的好,怎么算的便宜?

算的快,一方面要解决怎样提高算力集成度,在尽量小的空间内来提供尽量多的算力,由于单芯片的面积受限,所以诞生了多芯片阵列,诞生了Chiplet;另一方面,“大芯片”里需要先进制程的算力核其实占用面积并不多,通常不到40%,3D Chiplet可以把其他模块如cache与核心计算模块分层布置,最大化增加后者的面积。

至于算的好,换句话说就是提高算力功耗比,也因此催生了很多领域专用架构DSA,但大部分的应用领域其实难以承担这样的设计成本,Chiplet则提供了用通用模块打造领域专用架构的可能性,降低设计和量产的难度以及成本。此外,die与die之间的互连接口对算力与功耗有很大影响,必须互联互通,UCIe联盟成立后,奇异摩尔也作为国内首批成员之一加入了该联盟,目前正在研发支持这一标准的接口芯片,并积极参加下一代标准的制定及开发。

祝俊东还谈到,Chiplet在降低成本上也有两个好处,第一是更小面积的裸片可以极大提升良率,其次从设计角度,通过die的复用能够降低设计验证的成本,加速量产时间。

杨宇欣也表示,当前智能驾驶已进入算力竞赛时代,大算力自动驾驶芯片确实面临巨大的设计挑战,英伟达的DRIVE Atlan号称单个die要达到1000TOPS算力,业界普遍估计会非常困难,Chiplet可能将是继续推进算力迭代的重要路径,但其当下也面临挑战,一方面是互连的问题,另一方面是原有购买IP授权的商业模式是否将被颠覆和重构,Chiplet是否能够用更低的成本,更短的时间来实现企业需要的产品。

此外,杨宇欣还指出,汽车电子芯片最重要的是要过车规,所以Chiplet在汽车电子上的应用,还面临与行业标准的适配,需要探索如何在满足车规的条件下实现。

孟凡生也分享了他对Chiplet所面临挑战的分析,指出在技术上,HBM等Chiplet理念的实践有效解决了“内存墙”问题,但Chiplet还需要解决“存储墙”的问题,也就是如何进一步降低存取程序的时延和功耗,昕原的ReRAM技术有机会发挥作用,在数据中心、自动驾驶等大算力场景中提升算力、降低功耗,提供存算一体等创新性解决方案。

孟凡生表示,Chiplet的实用化涉及到从生产制造、封测、到EDA方法学等整条产业链参与者共同努力,生态的发展可能难以一蹴而就。

Chiplet产业生态发展之路

展望Chiplet对半导体产业链的影响,祝俊东提出Chiplet将带来半导体产业链两大变化,第一是前后端需要更深度的打通,从产品定义阶段就要开始考虑架构,考虑芯粒,考虑封装怎么做,甚至要考虑EDA能解决什么问题,其次芯片设计这个关键的环节,需要更有效的分工合作。

祝俊东进一步推演称,Chiplet的产业化将经历三个阶段,第一阶段是巨头企业内部产品线之间的合作,实现一些通用功能die的复用;第二个阶段则是公司之间的合作,出现提供Chiplet通用产品及服务的供应商来降低中小企业开发产品的难度;第三个阶段则是Chiplet通用底座的成熟,可以实现不同die之间连接关系的可配置,如同FPGA一样依靠通用产品快速实现复杂功能。

李珏则展望称,国内IP企业有望在Chiplet产业链中占据重要位置,作为RISC-V架构CPU IP企业,芯来科技也顺应潮流,正在布局Chiplet,希望能和国内厂商进一步加强合作。

陈盈安也同样畅想了Chiplet产业未来商业模式,如RISC-V架构CPU可作为die单独提供,那么芯启源也可以将之集成到其DPU产品中,应用于某一商业场景,这需要大家来一起努力,共同推动Chiplet产业进步


关键字:半导体 编辑:北极风 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/xfdz/ic572011.html

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