電子發燒友網報道(文/周凱揚)Chiplet已然成為新世代半導體設計中被提及甚至使用最多的創新技術,甚至在《麻省理工科技評論》列出的2024年十大突破科技中,Chiplet與Exascale級別超算、Apple Vision一樣位列其中。畢竟隨著半導體制造工藝發展的速度進一步減緩,從芯片設計架構上創新就成了常態。
然而,目前的Chiplet仍存在一些門檻問題,不少人也發現了基本只有大公司才用到這一先進技術,且主要集中在通信、大規模數據處理等領域,反倒是設計周期長的汽車、成本敏感的消費電子和可靠性要求高的工業領域,比較缺乏Chiplet設計的參與。
成本問題
與任何新的設計突破一樣,芯片設計廠商首要考慮的還是成本問題。半導體設計并非毫無風險可言,對于不少初創公司而言更是如此,而成本很大程度上決定了風險大小,尤其是針對一些尚未開始出貨的芯片。
至于在Chiplet上,首先就是D2D接口的高成本和復雜度問題,如今已有的這些D2D接口,不管是否開放統一與否,比如AIB、UCIe或BoW,都盡可能地去降低了復雜度的門檻,但實現方式或者采購的成本依舊很高,尤其是一些商用接口IP。
這些IP往往擁有極高的性能,不過對于中低端的芯片來說可能有些性能過剩了,成本也比較高。除了AIB之外,幾乎沒有可用的開源IP,且已有商用IP無法與開源開發工具兼容,缺乏工藝節點的可移植性等等,都進一步增加了Chiplet設計的成本支出。
接著就是制造封裝上的成本問題,對于英特爾、AMD和英偉達等廠商而言,他們的新品已經過渡到了5nm及更先進的節點,再加上產量較大,Chiplet架構創新和復用帶來的成本降低已經可以抵消掉先進封裝和接口IP帶來的成本增加。
缺乏更加開放的生態
雖然已經有了UCIe這種行業開放標準和OCP開放組織的出現,Chiplet在開放性上做得依然不夠好。比如目前在Chiplet設計上,依然缺乏標準或者開放的PDK,且不說幾乎大部分都是定制的,毫無現成的封裝可用,且都是在NDA保護下的。
相關的EDA工具流和IP也是如此,目前Chiplet設計在跨EDA工具流設計上依舊存在不少障礙。這也與當下半導體制造行業現狀不無關系,幾乎一切都有NDA的保護,限制了初創企業、研究機構的開放研究。除此之外,目前依然缺乏足夠的Chiplet代工工廠,這進一步限制了Chiplet的量產和相關產品的原型設計。
寫在最后
可以看出,如今的Chiplet并沒有大規模普及,尤其是在某些基于成熟工藝的芯片設計上,還是因為門檻的問題。如今先進封裝的成本還沒有降低到設計公司可以考慮Chiplet方案的程度,這些較高的門檻阻止了Chiplet的普及。在設計公司看來,行業需要像現在的云服務一樣,打造一個多供應商、多選擇和開放的生態,這樣才能徹底發揮Chiplet用于降低設計成本、提高綜合性能的優勢。
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