随着摩尔定律放缓,以及AI、自动驾驶、数据中心等新的应用端对存储力、算力提出更高的要求,单靠先进芯片工艺的不断演进已难以为继,Chiplet和三维异构集成,将为突破集成电路发展瓶颈提供新的增长驱动力。2023年,在台积电、三星、Intel等芯片巨头,以及产业链企业的推动下,Chiplet产业链各环节逐渐完善,形成了由Chiplet系统级设计、EDA/IP、芯粒(核心、非核心、IO Die、Base Die)、制造、封测组成的完整Chiplet生态链。
目前,全球半导体科技巨头均在积极推出包含Chiplet的产品,比如特斯拉Dojo深度学习和模型训练芯片、AMD MI300 APU加速显卡、英伟达Ampere A100 GPU等。国内算力芯片厂商亦在跟进布局。2024年,随着AI大模型不断发展,采用Chiplet技术来定制高效扩展算力将成为主流趋势,未来还将运用在板级多芯片互连甚至更大规模的多板多机柜互连方案中。
不过,尽管Chiplet正成为满足当下算力需求的关键技术之一,但仍然面临诸多设计挑战,比如互连、散热、良率、翘曲、无源器件集成、寄生效率、成本、可靠性等。通过封装技术才能有效实现多Chiplet的集成,包括高密度先进封装的设计、生产、验证,高速通道的设计、验证,供电方案、散热方案、应力方案、可靠性等。同时,Chiplet应用的局限性依然明显,主要在于Chiplet仍以国际大厂的垂直体系为主,相关设计系统相对封闭,且仍有待完善互联标准。