电子发烧友网报道(文/周凯扬)Chiplet已然成为新世代半导体设计中被提及甚至使用最多的创新技术,甚至在《麻省理工科技评论》列出的2024年十大突破科技中,Chiplet与Exascale级别超算、Apple Vision一样位列其中。毕竟随着半导体制造工艺发展的速度进一步减缓,从芯片设计架构上创新就成了常态。
然而,目前的Chiplet仍存在一些门槛问题,不少人也发现了基本只有大公司才用到这一先进技术,且主要集中在通信、大规模数据处理等领域,反倒是设计周期长的汽车、成本敏感的消费电子和可靠性要求高的工业领域,比较缺乏Chiplet设计的参与。
成本问题
与任何新的设计突破一样,芯片设计厂商首要考虑的还是成本问题。半导体设计并非毫无风险可言,对于不少初创公司而言更是如此,而成本很大程度上决定了风险大小,尤其是针对一些尚未开始出货的芯片。
至于在Chiplet上,首先就是D2D接口的高成本和复杂度问题,如今已有的这些D2D接口,不管是否开放统一与否,比如AIB、UCIe或BoW,都尽可能地去降低了复杂度的门槛,但实现方式或者采购的成本依旧很高,尤其是一些商用接口IP。
这些IP往往拥有极高的性能,不过对于中低端的芯片来说可能有些性能过剩了,成本也比较高。除了AIB之外,几乎没有可用的开源IP,且已有商用IP无法与开源开发工具兼容,缺乏工艺节点的可移植性等等,都进一步增加了Chiplet设计的成本支出。
接着就是制造封装上的成本问题,对于英特尔、AMD和英伟达等厂商而言,他们的新品已经过渡到了5nm及更先进的节点,再加上产量较大,Chiplet架构创新和复用带来的成本降低已经可以抵消掉先进封装和接口IP带来的成本增加。
缺乏更加开放的生态
虽然已经有了UCIe这种行业开放标准和OCP开放组织的出现,Chiplet在开放性上做得依然不够好。比如目前在Chiplet设计上,依然缺乏标准或者开放的PDK,且不说几乎大部分都是定制的,毫无现成的封装可用,且都是在NDA保护下的。
相关的EDA工具流和IP也是如此,目前Chiplet设计在跨EDA工具流设计上依旧存在不少障碍。这也与当下半导体制造行业现状不无关系,几乎一切都有NDA的保护,限制了初创企业、研究机构的开放研究。除此之外,目前依然缺乏足够的Chiplet代工工厂,这进一步限制了Chiplet的量产和相关产品的原型设计。
写在最后
可以看出,如今的Chiplet并没有大规模普及,尤其是在某些基于成熟工艺的芯片设计上,还是因为门槛的问题。如今先进封装的成本还没有降低到设计公司可以考虑Chiplet方案的程度,这些较高的门槛阻止了Chiplet的普及。在设计公司看来,行业需要像现在的云服务一样,打造一个多供应商、多选择和开放的生态,这样才能彻底发挥Chiplet用于降低设计成本、提高综合性能的优势。
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