
大家晚上好,我是刚下直播的妙妙子,3000点保卫战喊得多了,2900点保卫战就来了,但喊了半天,没有用,还是没保住。真是餐馆里洗盘子,叠叠(跌跌)不休。
虽然市场这么惨,有些板块还是值得关注的。今天午盘半导体拉升,Chiplet领涨,妙妙子今天就跟大家聊一聊Chiplet。
Chiplet是什么?
随着集成电路的集成度和复杂度不断提高,SoC的设计和制造费用急剧攀升,导致摩尔定律难以维持,Chiplet概念受到了业界和用户的重视。
Chiplet分为狭义和广义的两部分。
广义的Chiplet其实是把以往的SiP或者异构集成中的整个裸芯片都算作一个大Chiplet,虽然也可以这么叫,但存在着一定的概念混淆。
狭义的Chiplet是我们把一个大的芯片拆分成小的叫做Chiplet,或者叫做芯粒或者晶粒。
我们做一个大芯片,坏一点就全不能用,良品率太低。但如果把大芯片切小,如果哪一片坏了,我们就可以把它剔掉,这样可以提升整个芯片的良品率。
但它的代价是需要有更高级更先进的一种封装技术来让它进行集成,否则Chiplet之间的布线密度、通信延迟等会极大的影响成品芯片的性能。
因此可以说发展Chiplet是要以发展先进封装技术为基础,而不是简单的说把两个裸片直接封装在一起就解决问题了。
由于制造这样的晶体管已经用了太多过于复杂的技术,使它的良品率即使在工艺稳定了以后也无法上升到传统平面工艺的高度,以前传统工艺的良品率比如说可以达到90%、95%以上,但是现在无论怎么努力,采用先进工艺制造的芯片永远不可能有那么高的良率的出货。
从良率或者说从经济的角度看,这就逼迫着我们去把大芯片切小。
Chiplet的发展现状
Chiplet发展分为三个阶段:
第一个阶段就是为了降成本,为了提升良品率,把一个大的芯片切小。
比如原来是1个大的芯片,现在它切成9个Chiplet,检测出来发现其中有1个是坏的,那用1个好的Chiplet就替换掉这个坏的然后再以先进封装重新拼起来就行了。
这种模式适合高度同质化的这种芯片,比如说有一种芯片叫做FPGA,这种芯片它的内部结构就是高度同质化的。有一家国外公司叫做赛灵思,现在被AMD收购了,它就是一家FPGA公司。
实际上它在11年的时候,就实现了在Virtex-7 2000T 这个型号的FPGA中封装了4个Chiplet。如果晶体管的失效概率是固定的,切成4片比原来直接做成1片大的晶圆需要报废的面积少了3/4。这就获得了最直接的好处。
第二个阶段把这些模块进行一些规划。
比如说中间各个模块之间交互通信的功能,功能很固定,也不需要升级,那么它就可以不再重新设计,在封装接口不变的情况下,后续的设计可以继续复用中间这个Chiplet。
而周围的这些模块,比如说是处理器,处理器是有第二代、第三代、第四代可以继续升级。那么就可以保持中间这个Chiplet不动,只升级周围的处理器。
这样就不用去重新设计完整的芯片,重走一遍设计和验证流程。而只是需要把要升级的模块替换下去,这样可以提升设计效率并减小失败的风险,对于产品快速推向市场是非常有利的。
国内曾经最接近于这个阶段的是华为海思,他们实际上是早就已经有这个能力去做这样的规划,就是在他的产品里面形成“系列”。
第三个阶段就是现在正在进入的阶段, 就是不同厂家产出的Chiplet可以自由的购买、灵活的“组装”。
这个阶段目前只是大家提出了口号和方向,但这个阶段事实上已经不单单是技术问题,而是一个商业模式问题。这个阶段如果实现了,会部分重构整个半导体产业链,会产生出新的商业模式和“带头大哥”。
因此这不是一个短期内可以走完的过程。
需要注意的是,以上三个阶段是针对国际先进水平来阐述的。是目前欧美头部科技企业已经走过或者说正在走的阶段。
投资机会分析
妙投整理了1篇关于Chiplet的脱水研报,方便大家更快速的看清其投资逻辑。
先进工艺节点下晶体管单位成本不断下降,但IC设计复杂度及设计成本不断提升,设计复杂度的提升也将对芯片良率产生影响,间接提高了整体制造成本;此外,制程升级对芯片性能提升的边际收益缩窄,通常在15%左右,传统异构多核SoC方案下,摩尔定律走向瓶颈。
Chiplet将满足特定功能的裸片通过die-to-die内部互联技术,实现多个模块芯片与底层基础芯片的系统封装,实现一种新形式的IP复用。在当前技术进展下,Chiplet方案能够实现芯片设计复杂度及设计成本降低,且有利于后续产品迭代,加速产品上市周期。
《瓦森纳协议》与《芯片与科学法案》限制中国芯片制造业发展,国内晶圆厂在先进制程升级上受阻。此外,中国大陆部分IC设计企业被美国列入“实体清单”,无法在台积电、三星等晶圆代工厂进行先进制程代工。国内半导体产业在先进制程发展受限的情况下,可将Chiplet视为另一条实现性能升级的路径和产业突破口之一。
产业链优质标的将在激增需求下获得崭新业绩增长空间,机构看好IP/EDA/先进封装/第三方测试/封测设备/IC载板优质标的受益于Chiplet浪潮实现价值重估。
相关公司:芯原股份、长电科技、通富微电等。
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