Chiplet是摩尔定律的“拯救者”？

当摩尔定律逐渐逼向物理极限时，Chiplet成为了后摩尔时代芯片性能升级的理想解决办法，其被视为“异构”技术的焦点，也是当下最被企业所认可的新型技术之一。

Chiplet是什么？

Chiplet 通常被翻译为“粒芯”或“小芯片”。单从字面意义上可以理解为更为“粒度更小的芯片”。它是一种在先进制程下提升芯片的集成度，从而在不改变制程的前提下提升算力，并保证芯片制造良品率的一种手段。

Chiplet模型

Chiplet理念理解起来并不复杂，就是硅片级别的“解构-重构-复用”。将原本一块复杂的SoC芯片，在设计阶段，先按照不同的计算单位进行分解，再开发出多种具有单一特定功能、可以相互进行模块化组装的裸芯片，并最终以此为基础建立一个Chiplet的芯片网络。Chiplet将满足特定功能的裸芯片通过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，实现一种新形势的IP复用。

与传统的SOC相比，Chiplet方案优势在于成本低、灵活度高、产品良品率高、上市周期短等，有望延续摩尔定律的“经济效益”。

先进的多芯片封装演进路线图

芯片的良品率与芯片的面积有关，随着芯片面积增大,由缺陷密度带来的良品损失会增加，良品率下降。而通过Chiplet设计，则可将超大型的芯片按照不同的功能模块切割成独立的小芯片，进行分开制造，这样不仅可以有效改善良率，也能够降低因为不良率而导致的成本增加。

随着先进制程的不断推进，基于越先进的工艺制程来设计芯片，其面临的复杂度和设计难度也将大幅提升，同时设计成本也将直线上升，还要承担因出货量带来的损失风险。如果在芯片设计阶段，就将大规模的SoC按照不同的功能模块分解为一个个的芯粒，那么部分芯粒则可以做到类似模块化的设计，而且可以重复运用在不同的芯片产品当中。这样可以极大降低芯片设计的难度和设计成本，同时也有利于后续产品的迭代，加速产品的上市周期。

将SoC进行Chiplet化之后，不同的芯粒可以根据需要来选择合适的工艺制程，来分开制造，然后再通过先进封装技术进行组装，不需要全部都采用先进的制程在一块晶圆上进行一体化制造，这样可以极大地降低芯片的制造成本。The Linley Group的白皮书《Chiplets Gain Rapid Adoption:Why Big Chips Are Getting Small》中直接提出，Chiplet技术可以将大型7nm设计的成本降低高达25%；在5nm及以下的情况下，节省的成本更大。

Chiplet将横扫世界？

2022年3月，英特尔、台积电、三星、ARM等十家全球领先的芯片厂商共同成立了UCIe联盟，目前联盟成员已有超过80家半导体企业，将Chiplet技术的热度推顶峰，全球越来越多的企业开始研发Chiplet相关产品。

而国内Chiplet相关企业也纷纷涌入赛道，互连接口、架构设计和制造及先进封装等方面都有新兴技术出现。

根据Omdia数据显示，预计2024 年全球Chiplet 芯片市场规模将达到58亿美元，2035年全球市场规模有望突破570亿美元。目前Chiplet仍处于起步阶段，后期成长空间巨大，同时由于Chiplet底层封装技术不断突破和普及，将进一步促进其未来市场不断扩大。

总而言之，作为延续摩尔定律的关键，Chiplet的发展为半导体产业带来了新的发展契机，不但会改变传统SoC的设计方式，也可能带来一场从底层开始的、颠覆式的创新革命。