发布时间:2021-11-08 13:40:09
来源:股票啦
股票啦 www.gupiaola.com 2021年11月08日报道:传统系统单芯片的做法是每一个组件放在单一裸晶Die上
摩尔定律在芯片制造领域会连续下去吗?当以英特尔、台积电和三星为代表的芯片制造厂商将它证明了数十年之后,回答问题的关键已非“会”与“不会”,而是如何连续下去。
多年以来,在手机、电脑应用的驱动下,台积电、英特尔不断改进芯片的生产工艺,与英特尔联合创始人戈登·摩尔50年前提出的摩尔定律维持一致。美股投资方案及收益然而近年,芯片工艺愈来愈贴近半导体材料(512480)的物理极限,成本也更加高昂,追赶“摩尔定律”愈加困难。
“为什么说摩尔定律到头了,因为经济发展学上它的成本反倒增加了。” EDA((电子设计自动化)软件公司Cadence数字与签核事业部产品工程资深群总监刘淼告知界面新闻。
粗略计算,以1美元对应制造的晶体管长度计算,2012年的28纳米制程可以制造约20米晶体管,到了2014年的20纳米制程,则仍只有20米。“光靠这一个维度(先进制程)是不足以支撑摩尔定律再次往下走的,因为它的成本看不到显著的降低。”刘淼说。
从设计到制造,愈来愈多的芯片产业链企业开端尝试新方案。从整个行业看来,行业龙头台积电投入5纳米及3纳米先进制程时,在先进封装技术上也延续推进,小芯片(Chiplet)系统封装正成为台积电关键客户所看重的技术。美股投资方案及收益两者对比而言,由于先进制程成本极为昂贵,后者应用行情趋势已经变得突出。
AMD首席履行官苏姿丰认为,摩尔定律依然有效,但推进的速度趋缓。过去半导体材料(512480)业靠先进制程微缩,让芯片体积不变,但晶体管密度倍数提升,如今进展渐渐面临瓶颈,一定靠Chiplet封装、异质整合等技术协助智能微缩下,芯片效能才能提升。
Chiplet近年成为芯片行业的关键词。传统系统单芯片的做法是每一个组件放在单一裸晶(Die)上,造成功能越多,硅芯片尺寸越大。Chiplet的特点是将大尺寸的多核心设计分散到个别微小裸芯片,如处理器、模拟组件、储存器等,再用立体堆栈的方式,以封装技术做成一颗芯片,类似乐高积木。
实际上,产业界早就意识到3D结构针对连续和“挽救”摩尔定律的意义:面对比较小的设备尺寸,物理定律已成为晶体管技术进步的障碍。美股投资方案及收益
在中国,现任中芯国际(00981)副董事长蒋尚义近年来即致力于Chiplet封装。此前他在公布场合曾表达,这些年集成电路不断创新,进展至今摩尔定律已经贴近其物理极限,将来改变方向在于整个系统中的瓶颈:封装与电路板。
“我自己在2009年时就开端做先进封装,人们期望突破这个瓶颈。” 蒋尚义提及,如有了先进封装,整个系统架构将良好改变。将来半导体材料(512480)方向将不再是芯片越做越小、功能愈来愈好、功耗愈来愈低,而是将一个大的芯片分成小的芯片,再重新组合。
Chiplet系统级封装技术被视为减缓摩尔定律失效的对策。美股投资方案及收益在台积电宣布与ARM合作了第一个以CoWaS(基板上晶圆上封装)解决方案获得硅晶验证的7纳米小芯片系统产品后,包含AMD和联发科还是Chiplet的拥趸。
不过,3D堆叠也意味着设计复杂性大大增加。芯片设计本身作为一个极度复杂的问题,平面布局往往需要花费数月来微调和优化,Chiplet的堆积木方式也带来了新维度的挑战和更长的设计周期。在治理上,以往芯片的SoC(系统级芯片)设计和封装团队各自为战,带来合作上的难度。
对此, Cadance试图给出方案,他们开发的一种新的芯片设计平台,称为Integrity 3D-IC平台,能在芯片3D设计中开发更强大和更高能效的计算机(512720)芯片,同时加快设计时间。透过热完整性、功率和静态时序预测能力,为客户提供以系统级PPA表现,使之在单一小芯片(Chiplets)中能妥善发挥性能。
在芯片产业中处于上游的EDA软件公司转向促进和支持芯片3D堆叠,有助于芯片3D设计在芯片设计和制造领域加快普及。美股投资方案及收益
在芯片制造领域,台积电与AMD合作,使用7纳米技术生产服务器芯片,同时基于Chiplet小芯片系统级封装、新型芯片架构,试图达到摩尔定律所预测的半导体材料(512480)效能提升效果。同时,在芯片设计上,Cadance也与光子AI芯片公司 Lightelligenc合作,将光子芯片和硅芯片进行堆叠,完成高效能的AI芯片设计。
从长期看来,将3D堆叠技术应用于7纳米乃至更高制程,提高各工艺节点设计的性能,并降低功耗,其技术普及令人期望。
不过,3D堆叠或Chiplet技术的普及,仍有很多课题需要进一步钻研,如各微小芯片之间的沟通接口传输效率及功耗等。美股投资方案及收益但假如成功实现,连续摩尔定律成为可能,乃至肯定程度上会成为中国芯片公司走向世界前列的契机。
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