|
來源：鎂客網 深冬的寒意遠未褪去，但“中國芯”已迎來新的暖流。 12月16日，醞釀已久的中國《小芯片接口總線技術要求》團體標準，正式通過了工信部中國電子工業標準化技術協會的審定，并已在當天舉辦的“第二屆中國互連技術與產業大會”上向世界發布。這對中國芯片產業而言，無疑是在近期激烈的全球競爭中，迎來的最重要的一項利好。 鎂客網注意到，《小芯片接口總線技術要求》是首個中國集成電路領域相關企業和專家共同主導制定的團體標準，同時也是中國首個原生Chiplet技術標準。在后摩爾時代已然來臨的今天，對于中國集成電路產業延續“摩爾定律”，突破先進制程工藝限制具有重要意義。 從全球來看，毫無疑問，Chiplet（小芯片）是今年半導體產業中絕對的熱詞。科技巨頭下場、風險資本涌入，各國政府關注。在國外企業“抱團取暖”，以及全球芯片產業的“亂戰”的今天，Chiplet已然成為世界芯片產業的焦點和新的機會。那么，為何Chiplet如此重要？其對中國芯片產業的意義在哪？《小芯片接口總線技術要求》的發布意味著什么？具體又將給中國企業帶來哪些助益？ 一、小芯片，大意義 何為Chiplet（小芯片）？ 從最淺顯的硬件形態來看，相對于傳統芯片是單獨的一個完整整體，Chiplet則更像是一塊組合積木：其將數個小型芯片通過封裝技術拼裝成一塊大芯片，有點像我們平常見到的樂高玩具；從芯片發展歷史的角度看，在后摩爾時代，Chiplet是持續提高芯片集成度和芯片算力的重要途徑。簡言之，Chiplet既是芯片“模塊化”的設計方法，也是異構集成的封裝技術，更是一種摩爾定律趨緩下的半導體工藝發展方向。 在整個芯片大家庭里，小芯片堪稱“年齡最小”的后起之秀。2015年，美滿電子科技(Marvell)公司印尼華僑周秀文博士首次提出了模塊化芯片（MoChi）的概念，這一概念可以視為小芯片的雛形；2018年，芯片巨頭AMD率先在服務器CPU上率先使用了Chiplet設計，為整個業界了解和研發Chiplet推開了第一道門。 真正讓世界意識到小芯片“火了”的時間節點是今年。2022年，幾乎所有與芯片業務相關聯的巨頭企業都開始“下場”：3月份，包括英特爾、AMD、Arm和臺積電在內的十家巨頭企業，聯合發起一項瞄準Chiplet的新互連標準UCIe；同月，蘋果在春季新品發布會上公開了其利用小芯片技術，將兩枚M1 Max芯片“粘連”在一起打造的頂級電腦芯片M1 Ultra；8月，在美國《2022年芯片與科學法案》中，小芯片也被再次提及，美國總統科學技術顧問委員會（PCAST）“倡議建立Chiplet平臺”。 從籍籍無名到被迅速追捧，Chiplet的優勢究竟在哪里？ 在與媒體交流中，中科院計算所研究員，中國計算機互連技術聯盟（CCITA）秘書長，無錫芯光互連技術研究院院長郝沁汾告訴記者，盡管Chiplet目前還不能替代以光刻機的演進為主要方向的傳統集成電路的技術路線，但在一些特定的場景下，Chiplet設計方式結合成熟制程工藝，已經可以“小于等于”先進制程工藝。“對于像數據中心等一些對芯片功耗和面積的要求并不高的場景，Chiplet是可以用來解決一些先進工藝不足的難題的。” 也正是在這樣堪稱突破性的優勢下，小芯片的市場前景一片光明。據調研機構Omdia的報告顯示，到2024年，小芯片的市場規模將達到58億美元，到2035年有望快速增長至570億美元，市場前景極為可觀。 二、中國芯，中國標準 無規矩，不成方圓。 對于芯片產業而言，建立一個優質的生態離不開必要標準的制定。正如上文所提，由英特爾等巨頭公司牽頭建立的UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express，通用芯粒高速互連標），就志在解決互連接口的標準問題。 但很明顯，在全球芯片產業“亂戰”的大背景下，UCle是否能給中國芯片企業帶來足夠多的幫助仍需時間驗證。在這種情況下，中國急需屬于自己的原生Chiplet技術標準。 中國計算機互連技術聯盟（CCITA）秘書長郝沁汾對記者表示，在國內研發先進制程受到客觀影響的大背景下，企業對于屬于中國的Chiplet技術標準的訴求是比較強烈的。 “從目前的實際情況來看，Chiplet在中國比在美國更‘熱’，有更多的中國本土廠商希望去應用這種技術。大家都覺得Chiplet是未來的技術趨勢和必然選擇，不少廠商都對這種設計抱有訴求。 我們已經注意到包括初創企業在內的芯片廠商，包括AI芯片、CPU芯片和DPU芯片等方向，都把推進Chiplet列入了自己的工作日程當中。預計未來3~5年，我們將可以看到大量用Chiplet的方式去設計芯片的國產廠商。我們推動的這個標準《小芯片接口總線技術要求》，也是希望未來能夠被更多更廣泛的企業來使用，目前看已經有幾家IP廠商支持了我們的小芯片標準。” 郝沁汾對媒體表示，對于小芯片接口標準的制定始于2020年6月，目前已經集結了國內產業鏈上下游六十多家單位共同參與研究。從內容上看，《小芯片接口總線技術要求》這項標準描述了多種應用場景的小芯片接口總線（Chiplet）技術要求，包括總體概述、接口要求、鏈路層、適配層、物理層和封裝要求等，以靈活應對不同的應用場景、適配不同能力的技術供應商。 但技術標準的出臺，不能只是擱置一邊的一紙空文。郝沁汾告訴記者，目前來看：“國際上的某些標準還處在‘紙面熱鬧’的狀態，并沒有多少企業去使用。 《小芯片接口總線技術要求》 剛發布，今明年的主要工作就是能夠做好技術驗證，我們已經聯系了幾家本土廠商，一起聯合來做驗證，爭取要把我們自己現在做的這個標準要能盡快用上。” 三、合作共贏，腳踏實地 據悉，目前國際上基于Chiplet架構的芯片設計尚無統一標準。目前能夠獨自完成芯片整體的架構設計、處理其中并行或者串行物理層接口、具備先進封裝能力的只有技術底蘊雄厚的intel公司。 那么，中國的《小芯片接口總線技術要求》與由intel領銜制定的UCIe可以被視為一種競爭關系嗎？郝沁汾認為，答案是否定的。 “我們并不是一種競爭關系，兩個標準之間并不是‘有你沒我’這樣的結果。一方面，UCIe所瞄準的是全球化的設計行業的標準，而《小芯片接口總線技術要求》當前更多關注的是希望為本土芯片企業的發展帶來助力，向世界的發展是未來的規劃；另外，在標準內容的設計上，兩者之間也有自身的偏重。《小芯片接口總線技術要求》更偏重chiplet本身的設計內容，UCIe的內容還體現了intel對數據中心業務的設想。 當然，一些IP廠商也希望《小芯片接口總線技術要求》能夠與UCIe兼容，對于我們來說，考慮《小芯片接口總線技術要求》與UCIe在物理層上的兼容也是我們下一步工作的方向之一，來降低IP廠商支持多種chiplet標準的成本。所以本質上，兩者之間并非競爭關系。” 記者注意到，從自身的發展來看，在后摩爾時代，技術的快速迭代注定了：今天制定的標準，必然面臨著更新是否及時的考驗。郝沁汾告訴記者，對《小芯片接口總線技術要求》而言，后續也有自己的安排。 “從把Chiplet作為一個接口標準的角度來看，第一，它不一定要跟著芯片產品一代一代的去改變，它也可以支持幾代的產品； 第二，小芯片接口有自己的發展的脈絡和節奏。《小芯片接口總線技術要求》主要是對包含鏈路層和物理層的接口里的關鍵內容、標準內容進行定義，相對上層的應用，是通用的。所以，我覺得可能在兩三年之內，大的東西不會去改變，主要精力還是放在應用的推動上。當然如果很多下一代的產品出了訴求，我們也會在下一代標準的制定過程當中充分的考慮這個事情。從這個角度上來說，短期之內不會去做大的改變。” 可以確認的是，Chiplet正在為中國集成電路產業帶來了更多的發展機遇。《小芯片接口總線技術要求》的發布，則為中國芯片企業的順利發展起到了“指路”的重要作用。如果說我們對先進制程的“彎道超車”目前仍然是一個夢想，《小芯片接口總線技術要求》則是實實在在提速了“中國芯”。 |
