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根據(jù)IDTechEx 的一份報(bào)告，Chiplet 技術(shù)預(yù)計(jì)將在未來十年內(nèi)大幅擴(kuò)展。該報(bào)告的作者 Xiaoxi He 博士和 Yu-Han Chang 博士聲稱，Chiplet 市場(chǎng)可能蘊(yùn)藏著接近 4110 億美元的商機(jī)，而對(duì)該市場(chǎng)的適當(dāng)投資將從根本上改變半導(dǎo)體行業(yè)的未來發(fā)展。

IDTechEx 報(bào)告預(yù)測(cè)，小芯片市場(chǎng)將在汽車、個(gè)人電腦和服務(wù)器等幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

你們中許多《電路全解》的讀者都熟悉小芯片。但對(duì)于那些不熟悉的人，以下是基礎(chǔ)知識(shí)。

小芯片是指一種能夠更有效地利用硅片空間的芯片架構(gòu)。多年來，工程師和物理學(xué)家一直在說摩爾定律必將終結(jié)……好吧，它必將終結(jié)。在某個(gè)時(shí)候，我們將無法再在同一個(gè)空間中塞入更多晶體管，更不用說消除產(chǎn)生的熱量和其他物理限制了。

芯片不是簡(jiǎn)單地將更多晶體管塞進(jìn)一個(gè)芯片，而是將晶體管組織成組，以提高功能密度。功能密度為最終產(chǎn)品提供了更大的靈活性。

在處理器發(fā)展的早期，芯片制造商將許多功能集成到單個(gè)芯片上，而不是使用帶有走線且組件之間有大量物理隔離的分立元件。芯片組改變了這一想法，其中各個(gè)芯片組組合成一個(gè)單一封裝，但每個(gè)芯片組都使用高速、低延遲觸點(diǎn)安裝在一個(gè)單一封裝中。

片上系統(tǒng) 是 chiplet 最大的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)。在這兩種技術(shù)中，任務(wù)及其相關(guān)的硅片都被劃分為功能組。GPU 執(zhí)行圖形處理，通信模塊處理通信，基于硅片的傳感器組合在一起，等等。它們的相似之處就到此為止了。

SoC 受到多種限制。首先，整個(gè)芯片必須以最高分辨率構(gòu)建。例如，在下圖中，整個(gè) SoC 都基于 5 納米技術(shù)構(gòu)建，由于其復(fù)雜性高，制造成本更高。如果一個(gè)組件出現(xiàn)缺陷，整個(gè) SoC 就會(huì)失效，從而導(dǎo)致良率低。

另一方面，小芯片技術(shù)首先作為單獨(dú)的模塊構(gòu)建，然后再進(jìn)行組裝。這意味著整批晶圓可以專門用于 5 納米 CPU 的生產(chǎn)，而另一批 28 納米晶圓可以生產(chǎn) MEMS。每批生產(chǎn)完后，小芯片都會(huì)連接起來。由于只有某些組件以最高分辨率和最大成本生產(chǎn)，因此芯片制造商可以從小芯片架構(gòu)中節(jié)省大量成本。

它還可以簡(jiǎn)化光罩設(shè)計(jì)，這樣每個(gè)晶圓都可以重復(fù)圖案化一個(gè)模塊，從而提高整體成品率。芯片構(gòu)造的復(fù)雜組裝步驟是在晶圓分類后進(jìn)行的，確保在生產(chǎn)的最后階段只連接好的芯片。

在 SoC 中，晶圓基板是固定的。在芯片中，晶體管分辨率水平和晶圓化學(xué)成分可以組合在一起。在異質(zhì)材料芯片技術(shù)中，芯片可以基于不同的化學(xué)成分并組合成單個(gè)芯片。

與 SoC 相比，Chiplet 技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，未來十年有望實(shí)現(xiàn)高增長(zhǎng)。芯片制造商可以使用不同技術(shù)和分辨率級(jí)別的組件定制最終芯片，從而提高成品率并降低成本。

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