幾十年來,芯片制造商每隔18到24個月就推出一種新的工藝技術。在這樣的節奏下,廠商們推出了基于最新工藝的新芯片,使得晶體管密度更高、成本更低。
這個公式從16nm/14nm節點開始被解開。突然間,集成電路的設計和制造成本猛漲,從那時起,一個完全規模化的節點的周期從18個月延長到2.5年甚至更長。當然,并非所有芯片都需要高級節點。而且,并不是所有現在放在同一個模具上的東西都能從縮放中獲益。
這就是薯片適合的地方。更大的芯片可以分解成更小的碎片,并根據需要進行混合和匹配。晶片大概比整體式晶片有更低的成本和更好的產量。
芯片不是封裝類型,它是包裝架構的一部分。利用芯片,模具可以集成到現有的封裝類型中,例如2.5D/3D、扇出或多芯片模塊(MCM)。有些公司可能會使用芯片開發全新的架構。
所有這些都取決于需求。“這是一種架構方法,”UMC負責業務開發的副總裁Walter Ng說。“它正在為所需任務優化硅解決方案。它也在優化經濟解決方案。所有這些都有性能方面的考慮,無論是速度、熱量還是功率。它還有一個成本因素,這取決于您采取的方法。”
這里有不同的方法。例如,使用一種叫做Foveros的芯片技術,英特爾去年推出了一個3D CPU平臺,這將一個10nm處理器內核和四個22nm處理器內核組合在一個封裝中。
AMD、Marvell和其他公司也開發了類似芯片的產品。通常,這些設計針對的是與當今2.5D封裝技術相同的應用,例如AI和其他數據密集型工作負載。英特爾公司的納吉塞蒂說:“現在,插入器上的邏輯/內存可能是最常見的實現方式。”“在需要大量內存的高性能產品中,您將看到基于芯片的方法。”
但芯片并不會主導整個市場。納吉塞蒂說:“設備的種類和數量都在不斷增加。”。“我不認為所有產品都會采用基于芯片的方法。在某些情況下,整體建模將是成本最低的選擇。但對于高性能產品,可以肯定地說,芯片技術將成為一種常態,如果還沒有的話。”
英特爾和其他公司有能力開發這些設計。一般來說,開發基于芯片的產品需要已知的好的模型、EDA工具、芯片到芯片互連技術和制造策略。
“如果你看看今天誰在做基于芯片的設計,他們往往是垂直整合的公司。他們內部都有自己的產品,”日月光銷售和業務開發部高級主管Eelco Bergman說。“如果你要把幾塊硅縫在一起,你需要有關于每一塊芯片的詳細信息,它們的體系結構,以及這些芯片上的物理和邏輯接口。您需要有EDA工具,以便將不同芯片的協同設計捆綁在一起。”
公司內部沒有所有的部件,有些東西有貨,有些還沒準備好。挑戰在于找到必要的部分并將其整合,這需要時間和資源。
芯片似乎是現在最熱門的話題。主要原因是邊緣應用程序和架構的多樣性,”Veeco首席營銷官Scott Kroeger說。“如果處理得當,芯片可以幫助解決這個問題。那里還有很多工作要做。問題是,如何才能開始將所有這些不同類型的設備整合到一個設備中。”
那么從哪里開始呢?對許多人來說,設計服務公司、制造廠和OSAT是可能的起點。一些制造廠不僅為其他制造廠制造芯片,而且還提供各種封裝服務。
一些公司已經在為芯片時代做準備。例如,臺積電正在開發一種稱為集成芯片系統(systemon Integrated Chip,SoIC)的技術,該技術可以為客戶提供類似于3D的芯片設計。臺積電也有自己的芯片對芯片互連技術,稱為lipinco。
其他制造廠和osat提供各種先進的封裝類型,但他們沒有開發自己的芯片到芯片互連方案。取而代之的是,制造廠和osat正與各種正在開發第三方互連方案的組織合作。這仍然是一項正在進行的工作。
互連至關重要。芯片到芯片互連將封裝中的一個芯片連接到另一個芯片。每個芯片由一個帶有物理接口的IP塊組成。一個具有公共接口的芯片可以通過短距離導線與另一個芯片通信。
許多公司已經開發出具有專有接口的互連,這意味著它們被用于公司自己的設備。但為了擴大芯片的應用范圍,該行業需要具有開放接口的互連,使不同的芯片能夠相互通信。
ASE的Bergman說:“如果該行業想建立一個支持基于芯片的集成的生態系統,那就意味著不同的公司必須開始彼此共享芯片IP。”。“這些都是傳統上做不到的事情,這是個障礙。有一種方法可以克服這一點。這些設備沒有共享所有的芯片 IP,而是實現了一個集成的標準接口。”
為此,業界正從DRAM業務中吸取教訓。DRAM制造商使用標準接口DDR來連接系統中的芯片。“[使用這個接口,]我不需要知道內存設備設計本身的細節。伯格曼說:“我只需要知道接口是什么樣子的,以及如何連接到芯片上。“當你開始談論芯片時,情況也是如此。我們的想法是降低IP共享的障礙,比如說,“讓我們朝著一些通用的接口前進,這樣我就知道我的芯片和你的芯片的邊緣需要如何以一種模塊化的、類似樂高的方式連接在一起。”
責任編輯:tzh
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