Chiplet經(jīng)濟(jì)崛起：三大支柱決定半導(dǎo)體未來

  ICC訊  半導(dǎo)體行業(yè)正面臨關(guān)鍵轉(zhuǎn)折。在人工智能爆發(fā)式增長和計(jì)算需求日益復(fù)雜的背景下，Chiplet技術(shù)已成為下一代創(chuàng)新的關(guān)鍵推動(dòng)力。但這項(xiàng)技術(shù)要真正取得成功，必須理解其經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)——價(jià)值創(chuàng)造與成本管理間的微妙平衡，這將決定Chiplet是成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還是小眾方案。

  任何技術(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性都取決于一個(gè)簡單等式：其創(chuàng)造的獨(dú)特價(jià)值必須足以支撐實(shí)現(xiàn)成功所需的成本。對Chiplet技術(shù)而言，這個(gè)等式尤為復(fù)雜，涉及從設(shè)計(jì)到制造和部署的完整產(chǎn)業(yè)鏈。

  行業(yè)專家認(rèn)為，Chiplet經(jīng)濟(jì)建立在三大支柱之上——部署、創(chuàng)新和制造，每個(gè)支柱都面臨獨(dú)特機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

  商業(yè)部署的迫切性

  第一支柱是商業(yè)部署——基于Chiplet的產(chǎn)品在多場景的廣泛應(yīng)用。沒有廣泛部署就無法形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，成本將居高不下，價(jià)值創(chuàng)造也將受限。目前，高性能計(jì)算和AI產(chǎn)品（尤其是數(shù)據(jù)中心應(yīng)用）是Chiplet技術(shù)的主要市場。數(shù)據(jù)中心需要Chiplet提供的性能和能效，并能通過按需使用先進(jìn)節(jié)點(diǎn)來分?jǐn)偧舛思夹g(shù)的高昂成本。

  真正的經(jīng)濟(jì)成功需要突破這一初始陣地。汽車行業(yè)是下一個(gè)目標(biāo)市場，特別是隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)和復(fù)雜傳感器陣列的普及。更長遠(yuǎn)來看，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)、機(jī)器人、人形系統(tǒng)及其他新興邊緣應(yīng)用蘊(yùn)含巨大機(jī)遇。這些應(yīng)用天然契合Chiplet優(yōu)勢——需要集成計(jì)算、存儲(chǔ)、傳感和通信功能。

  挑戰(zhàn)在于如何跨越高端應(yīng)用早期采用與大眾市場廣泛部署之間的鴻溝。這不僅需要技術(shù)改進(jìn)，還需通過規(guī)模效應(yīng)實(shí)現(xiàn)成本降低、可靠性提升和全生命周期安全保障。

  創(chuàng)新引擎持續(xù)發(fā)力

  第二支柱是Chiplet產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新。電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)公司和知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)供應(yīng)商正推動(dòng)顯著創(chuàng)新，催生越來越多基于已驗(yàn)證組件的多樣化設(shè)計(jì)，帶來每年新增設(shè)計(jì)數(shù)量和流片量的增長。

  這一創(chuàng)新漏斗基本能自我維持，由EDA和IP公司間的競爭驅(qū)動(dòng)。但需注意，若缺乏制造和部署端的同步進(jìn)步，可能導(dǎo)致"可能"與"可行"之間的脫節(jié)。行業(yè)必須確保創(chuàng)新管線與制造能力及市場需求保持一致。

  制造現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)

  第三支柱——制造與測試——是將概念設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的環(huán)節(jié)，也是最終質(zhì)量和成本等式的求解之處。這可能是最具挑戰(zhàn)性的支柱，因?yàn)镃hiplet技術(shù)的所有復(fù)雜性都在此匯聚。

  制造挑戰(zhàn)是多方面的。設(shè)計(jì)復(fù)雜度急劇增加，制造變異性也在上升。傳統(tǒng)依賴設(shè)計(jì)階段考慮所有變量的方法已不足夠。制造過程的統(tǒng)計(jì)特性（尤其在先進(jìn)節(jié)點(diǎn)）意味著測試和質(zhì)量保證變得比以往更重要。先進(jìn)封裝技術(shù)雖然極大拓展了設(shè)計(jì)可能性，但也帶來新的挑戰(zhàn)。

  數(shù)據(jù)在此變得至關(guān)重要。通過利用產(chǎn)品全周期數(shù)據(jù)（從上游設(shè)計(jì)到下游制造測試），并應(yīng)用AI構(gòu)建預(yù)測模型（某些情況下使用生成式和代理AI），我們能在質(zhì)量與成本間實(shí)現(xiàn)更好平衡。自適應(yīng)測試、預(yù)測分檔和預(yù)測老化等只是利用制造數(shù)據(jù)潛力的開始。

  構(gòu)建整合生態(tài)系統(tǒng)的必要性

  Chiplet經(jīng)濟(jì)的成功最需要打破三大支柱間的壁壘。行業(yè)需要一個(gè)中立平臺(tái)作為半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的連接紐帶，以數(shù)據(jù)為通用語言，串聯(lián)EDA、IP、制造和無晶圓廠公司。只有優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)而非單個(gè)組件，才能釋放Chiplet技術(shù)的全部潛力，從而催化Chiplet經(jīng)濟(jì)。

  展望未來，Chiplet經(jīng)濟(jì)不僅代表技術(shù)轉(zhuǎn)變，更是對半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、制造和部署方式的重構(gòu)。成功需要三大支柱協(xié)同推進(jìn)：廣泛部署創(chuàng)造需求和規(guī)模，設(shè)計(jì)工具和方法持續(xù)創(chuàng)新，以及能應(yīng)對復(fù)雜度提升同時(shí)保證質(zhì)量和成本的精密制造方案。

  掌握這三支柱方法的國家和企業(yè)將定義半導(dǎo)體行業(yè)的新時(shí)代。機(jī)會(huì)巨大，挑戰(zhàn)亦然。問題不在于Chiplet技術(shù)能否成功，而在于我們能否及何時(shí)建立支撐其全部潛力所需的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。答案在于我們能否超越單項(xiàng)技術(shù)，構(gòu)建Chiplet成功所需的整合生態(tài)系統(tǒng)。

  原文：https://www.eetimes.com/the-chiplet-economy-three-pillars-for-semiconductor-success/