中国芯片的发展
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中国芯片的发展,在网络科技快速发展的时代里,网络技术软件是人们生活中必不可少的一个部分。今天的我们似乎离不开手机,手机的产生也离不开芯片。下面分享的是中国芯片的发展。
中国芯片的发展1
中国芯片产业还处于发展阶段,个人很看好发展前景。
首先,随着科技的进步,电子产品的集成化程度越来越高,很多消费类电子产品倾向于一颗主芯片加简单的外围电路就实现,这对芯片行业提出了需求,同时也降低了整机厂商的门槛,更多的产品形态被创新,更多的芯片需求量爆发出来。从复杂的电脑cpu,到手机SoC,到mp3,智能音响,小到电子-烟等等,芯片的需求量十分巨大。
其次,大家都知道,连续10年我过的芯片进口额都大于石油,证明我国的芯片市场需求是摆在那里的。我国本是人口大国,这些年我们在从山寨到自主的路上也基本迈开了步伐,前面提到的很多产品形态被创新,其实很多创新就是我们自己的市场行为。所以,从整个大市场的需求到国内的需求都是明确切有量的。
再则,芯片的核心地位在电子产品中毋庸置疑。中芯事件也好,还是老美加税也好,虽然我们都不怕,但始终被人掐着脖子肯定是不行的。
所以,这些年国家层面一直在大力扶持本土的芯片企业,成立了国家大基金,虽然很多嘲讽的声音在质疑拿了大基金的企业是在浪费国家的钱,但我们应该看到积极的一面,大基金带动了更多的资本投入到中国芯片产业里,像紫光这样有体量的芯片企业都是收益者,还有制造端的中芯国际等等。
还则,中国的芯片设计人才越来越多,也越来越成熟,能有力的支撑这个行业的`健康发展。
最后,中国从芯片设计,到芯片制造,封测,整机研发整个产业链逐步完善,尤其是整机方面,有产品形态的创新,反过来对芯片提出市场需求,相互提升,相信这个市场化的形态会越来越完善。
中国芯片的发展2
一、为什么会制定chiplet技术标准
1、Chiplet兴起的背景及缘由
chiplet技术是利用先进的集成技术(比如 3D integration),集成封装一些实现特定功能的芯片裸片(die),形成一个系统芯片。通俗来讲,它就好像是搭积木一样,通过一组小芯片混搭成“类乐高”的组件。
历史溯源
chiple是来自1970年 DARPA 的 CHIPS项目,相关概念源自当时诞生的多芯片模组,即由多个同质或异质等较小的芯片组成大芯片。意思是,将设计在同一个SoC中的芯片,拆分成许多不同的芯片,分别制造后再封装起来组成一个芯片。
这些被拆分的芯片,就被称为:Chiplet,中文称为“小芯片”。
技术发展原因
芯片发展的几十年,一直离不开摩尔定律,但随着芯片的不断向先进制程发展,其高端芯片的设计成本大幅增加。据IBS数据显示,设计一颗28nm芯片成本约为5000万美元,而7nm芯片则需要3亿美元,3nm的设计成本可能达到15亿美元。
另外,流片费用变得越来越高昂,流片成功率也变得越来越低,导致整个芯片成本也在不断提升。这时就需要更高良率、更低成本的新技术出现,而chiple也就伴随着这样的需求应运而生。
2、技术应用
国内
国内最早尝试Chiplet是华为海思,早在2014 年,海思与TSMC(台积电)合作过Chiplet技术, 当时的CoWoS 合作产品就上了新闻。当华为在芯片技术封锁之下,Chiplet可能会成为华为渡过难关、保持劲头的一种解决方案。去年,有消息传出,华为正在尝试双芯片叠加,将利用3DMCM封装的Chiplet。
海外
2015年,Marvell创始人周秀文在ISSCC 2015上提出MoChi(模块化芯片)架构概念。随后,AMD率先将chiplet应用于商业产品中。
台积电发展先进封装技术已有多年,两项关键技术CoW(Chip on Wafer)为基板上封装硅芯片,WoW(Wafer on Wafer)为基板上再层叠一片基板。2021年8月份,台积电公布了第五代CoWoS先进封装技术,其晶体管数量是第三代20倍。
2022年3月初,苹果发布了最新电脑芯片M1 Ultra,其中将两枚M1 Max芯片“粘连”而成的“胶水”封装大法,同样属于chiplet技术范畴。这里不得不提一下,技术特点和台积电的CoWoS封装技术很相似,也就是说和华为的技术研究方向一致。
3、chiple技术标准急需制定
其实通过以上背景不难看出,工艺提升性能遭逢瓶颈,单芯片设计的技术路线很难继续走下去,向基于chiplet的芯片设计技术转型,已经是许多芯片产业链头部玩家的共识。
但,对于chiplet来说,还是属于新兴技术领域,如果许多芯片企业一起加入这一领域,会涉及到多家同时在做各种功能芯片的各类设计、互连、接口。如果没有统一的标准,市场和生态是做不大的,也不利于整个产业链的健康发展。
因此,chiple技术标准急需制定,国内国外都在制定自己的标准。
3月2日,英特尔领衔,AMD、Arm、台积电、三星等十个芯片巨头加入,组合一起制定自己的chiplet标准UCIe。
而国内在2021年就开始筹备,小芯片(chiplet)标准:《小芯片接口总线技术要求》,争取在新赛道上,能够抢先一步。早一点定下标准,可以早一点落实到实际中,为中国芯片企业寻求一个统一的技术标准。
中国芯片的发展3
中国芯片的发展与未来
中国半导体发展一直受制于海外。后来龙芯的出现,倒是令国人为之兴奋了一阵,但是其性能只相当于奔腾4,与因特尔的芯片技术差距至少在2代以上。
在生产具体的电脑产品,以及如何获得更多的软硬件厂商支持上都面临着较大的挑战。中国芯更多的问题还在于产业化和资金的问题。专家指出,如果设计16纳 米芯片技术,就需要1。5亿美元到2亿美元的投入,所以高端芯片的设计一定需要政府的支持。
而且现在生产中国芯除了自身的性能要过关,可能需要更多的第三 方软硬件厂商来支持,相对于发展比较成熟的美国半导体行业。
中国的半导体行业和全球新兴的半导体行业一样,还有一段很长的路要走。比如市场是否能够接受支持一款新兴的芯片,第三方应用软件和硬件能否支持以及生产技术是否成熟等。
为中国芯片带来什么样的发展机遇?
1、突破技术封锁
在华为被老美限制芯片的事件中,可以看出,一旦相关核心技术受阻(比如先进制程),我们将会被卡脖子。
而国内“小芯片”标准的制定,就是为了帮助国内集成电路互连技术发展,可以解决我们完全无法使用先进制程的问题。例如:华为采用两个14nm的芯片,通过chiplet的方式,使其性能和功能接近7nm工艺的芯片性能;苹果将两枚M1 Max芯片,“粘连”而成的电脑芯片M1 Ultra。
如果国内“小芯片”标准制定好后,再次遇到先进制程被卡,我们可以绕道实现技术目的。
2、利于助力国内厂商
由于国内的厂商目前封装技术,还不足以与国际巨头相提并论,因此国际上的一些标准可能还不完全符合我国国情。
而《小芯片接口总线技术要求》相关标准更符合国内厂商,打造我国原生的技术标准,比如:在物理层,国外chiplet标准仅支持单端号(一根线),而国内的标准同时支持单端信号和差分信号(一对线)。
之所以我国要走自己的路,是为了加速国产化替代,并建立自己的产业生态圈。但,在变革的同时,我们也做好了应对一切冲击的准备。
3、同时起跑机遇大
“小芯片”技术的研究,基本上国内外都是同时进行的,国内的标准制定几乎与国外的是同步时间。
国内初稿方案在2022年第一季度已公示,而国外UCIe标准的第一版,也是在2022年1月份发布。两者几乎同时,站在同一起跑线上,说明国内对于chiplet的研究并不输给国外。
遥想很多技术都是弯道超车,而此次“小芯片”标准制定却是国内外同时起步,更有机会共同进步,甚至在该领域国内有领先的发展机遇。
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