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「芯调查」Chiplet开启乐高化 UCIe联盟必须制造芯片DIY时代
(2024年12月21日更新)

Chiplet虽然小芯片或芯片受到工业和学术界的追捧,但以前只是少数人的游戏。UCIe产业联盟的诞生,一切都将成为过去。由顶级制造商主导的Chiplet生态系统开始建设,芯片产业发展的新未来开始浮出水面。

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因何结盟

图UCIe目前覆盖的数据源:UCIe白皮书)

需要注意的是,Chiplet技术的发展最终会使小芯片之间的互联达到更高的密度,因此需要从传统的凸点焊接转向混合键合(hybrid bonding)。但是,UCIe 1.0标准基本只对2D和2.5D芯片了芯片包装,为了应对先进包装功能和密度的不断提高,标准本身需要不断升级。

谁人受益

UCIe其中包括联盟的发起者IDM、晶圆厂、封装厂、IP谁将是系统制造商的受益者?

作为UCIe联盟发起人英特尔认为,半导体产业的未来和英特尔将多个小芯片集成到单一包装中,在各个市场提供产品创新IDM2.0战略的重要支柱。

图英特尔Pat Gelsinger提出IDM 2.0战略

IDM2.0是原本只为英特尔内部服务的IDM该模式适用于客户,为传统半导体上下游提供一站式服务,如芯片设计、定制、晶圆制造到包装测试。

与IDM1.0模式最大的区别是0模式IDM2.0加入包装技术。英特尔拥有顶级的3D配合封装技术Chiplet生态可以有效缩短纯工艺的差距。

亚马逊、Google、苹果,微软,Meta特斯拉和其他科技巨头曾经是英特尔的客户,现在他们计划或使用自己的芯片在云服务和终端产品。其中一个原因是英特尔过去缺乏灵活的定制服务能力。如果英特尔是3D封装技术借Chiplet最大限度地发挥生态有望满足这些客户的高端设计服务需求。

今年2月,英特尔正式宣布将优先投资能够加快OEM客户产品上市时间的技术能力,覆盖10亿美元新基金IP、创新芯片架构和先进包装技术的软件工具。英特尔还宣布与基金联盟的多家公司建立合作伙伴关系,建立开放关系Chiplet平台(Open Chiplet Platform)。该平台将利用英特尔的包装能力和英特尔OEM服务(IFS)工艺技术的IP加快客户上市时间,包括集成和验证服务。

有资深业内人士指出,提出IDM2.0.在进一步建立标准语言后,英特尔将有机会在未来争取更多的客户。退路是,如果做得不好,可以外包,符合2.0计划。

目前晶圆厂Chiplet生态位置有利,加入UCIe联盟将进一步扩大其优势。晶圆厂为传统芯片积累了大量的用途IP核和die,可用于开发基础Chiplet设计。晶圆厂为客户选择要集成的功能提供解决方案,结合先进的技术和先进的包装Chiplet集成在一起。

台积电早在10年前就开始培育先进的包装,结合自身晶圆OEM领导者的实力,迅速打开与对手的差距,同时大大扩大了先进的包装能力。台积电先进包装竹南AP6厂去年SoIC部分设备已移入,Info相关部分的目标是今年到位,今年年底整体量产。

三星先前更新了异质封装技术,最早于2018年推出I-Cube2方案将于2020年推出X-Cube方案的3D去年也更新了堆叠设计I-Cube第四代方案。

何玲认为,如果晶圆厂做好先进包装,弯腰进入下游基板领域,打好基板基础,有助于实现产业垂直整合的目标。

封装厂也在研究自己Chiplet该策略,但仍采用类似于当前的生产过程。晶圆厂为客户生产芯片,然后将成品芯片送到包装厂,负责包装集成。Chiplet一位行业观察家指出,更依赖先进的包装,属于前道工艺的范畴,所以后道工艺的包装厂场景不多。

然而,风扇类型板级包装的出现可能会改变这种情况。这种包装技术将使包装厂具有与晶圆厂竞争的实力太阳和月光为首的包装厂正在积极开发自己的板包装技术。

IP公司也将从Chiplet在生态学中获得更多的机会。即使是大公司也不能承担所有的内部开发。IP希望通过第三方的费用IP节省时间和金钱;同时,UCIe对于IP无论是芯片内部传输还是机箱增加,供应商都意味着新的业务UCIe何凌说,界面增加了更多的可能性。

然而,最大的机会来自于IP的芯片化。通过标准化协议,IP公司可以把CPU核制成芯片,实现实体化Chiplet进一步扩大计划,Arm A台积电168核可用于78核nm单个小芯片体积变小,整体设计成本大大降低。何凌认为相当于将军Chiplet如果协议推广广义化,IP开发难度的门槛会降低很多IP公司都愿意Sanken代理加入这个联盟。

Arm该公司表示,可互用性是解决方案Arm生态系统,甚至整个行业的碎片化都至关重要,今天,我们看到许多行业的人以一种独特的方式进行这种整合;通过UCIe,我们可以推广一个可互用的标准,它将提供向后兼容的能力。

最后,微软,Meta、Google一类系统公司从自研芯片中获得了很多好处。Chiplet他们将更容易获得定制芯片。

UCle联盟的成立只是Chiplet当技术和商业模式逐渐成熟时,生态建设的第一步,Chiplet新的商业角色也可能出现在系统中,如供应Chiplet模块芯片的供应商将Chiplet芯片集成组合形成系统能力的集成商,以及工具链和设计自动化支持服务EDA软件提供商等。所以,UCIe芯片工业的诞生确实打开了一扇新的大门。

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