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中國芯片的發展

來源:女友組    閱讀: 2.88W 次
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中國芯片的發展,在網絡科技快速發展的時代裏,網絡技術軟件是人們生活中必不可少的一個部分。今天的我們似乎離不開手機,手機的產生也離不開芯片。下面分享的是中國芯片的發展。

中國芯片的發展1

中國芯片產業還處於發展階段,個人很看好發展前景。

首先,隨着科技的進步,電子產品的集成化程度越來越高,很多消費類電子產品傾向於一顆主芯片加簡單的外圍電路就實現,這對芯片行業提出了需求,同時也降低了整機廠商的門檻,更多的產品形態被創新,更多的芯片需求量爆發出來。從複雜的電腦cpu,到手機SoC,到mp3,智能音響,小到電子-煙等等,芯片的需求量十分巨大。

其次,大家都知道,連續10年我過的芯片進口額都大於石油,證明我國的芯片市場需求是擺在那裏的。我國本是人口大國,這些年我們在從山寨到自主的路上也基本邁開了步伐,前面提到的很多產品形態被創新,其實很多創新就是我們自己的市場行爲。所以,從整個大市場的需求到國內的需求都是明確切有量的。

中國芯片的發展

再則,芯片的核心地位在電子產品中毋庸置疑。中芯事件也好,還是老美加稅也好,雖然我們都不怕,但始終被人掐着脖子肯定是不行的。

所以,這些年國家層面一直在大力扶持本土的芯片企業,成立了國家大基金,雖然很多嘲諷的聲音在質疑拿了大基金的企業是在浪費國家的錢,但我們應該看到積極的一面,大基金帶動了更多的資本投入到中國芯片產業裏,像紫光這樣有體量的芯片企業都是收益者,還有製造端的中芯國際等等。

還則,中國的芯片設計人才越來越多,也越來越成熟,能有力的支撐這個行業的`健康發展。

最後,中國從芯片設計,到芯片製造,封測,整機研發整個產業鏈逐步完善,尤其是整機方面,有產品形態的創新,反過來對芯片提出市場需求,相互提升,相信這個市場化的形態會越來越完善。

中國芯片的發展2

一、爲什麼會制定chiplet技術標準

1、Chiplet興起的背景及緣由

chiplet技術是利用先進的集成技術(比如 3D integration),集成封裝一些實現特定功能的芯片裸片(die),形成一個系統芯片。通俗來講,它就好像是搭積木一樣,通過一組小芯片混搭成“類樂高”的組件。

歷史溯源

chiple是來自1970年 DARPA 的 CHIPS項目,相關概念源自當時誕生的多芯片模組,即由多個同質或異質等較小的芯片組成大芯片。意思是,將設計在同一個SoC中的芯片,拆分成許多不同的芯片,分別製造後再封裝起來組成一個芯片。

這些被拆分的芯片,就被稱爲:Chiplet,中文稱爲“小芯片”。

技術發展原因

芯片發展的幾十年,一直離不開摩爾定律,但隨着芯片的不斷向先進製程發展,其高端芯片的設計成本大幅增加。據IBS數據顯示,設計一顆28nm芯片成本約爲5000萬美元,而7nm芯片則需要3億美元,3nm的設計成本可能達到15億美元。

另外,流片費用變得越來越高昂,流片成功率也變得越來越低,導致整個芯片成本也在不斷提升。這時就需要更高良率、更低成本的新技術出現,而chiple也就伴隨着這樣的需求應運而生。

中國芯片的發展 第2張

2、技術應用

國內

國內最早嘗試Chiplet是華爲海思,早在2014 年,海思與TSMC(臺積電)合作過Chiplet技術, 當時的CoWoS 合作產品就上了新聞。當華爲在芯片技術封鎖之下,Chiplet可能會成爲華爲渡過難關、保持勁頭的一種解決方案。去年,有消息傳出,華爲正在嘗試雙芯片疊加,將利用3DMCM封裝的Chiplet。

海外

2015年,Marvell創始人周秀文在ISSCC 2015上提出MoChi(模塊化芯片)架構概念。隨後,AMD率先將chiplet應用於商業產品中。

臺積電發展先進封裝技術已有多年,兩項關鍵技術CoW(Chip on Wafer)爲基板上封裝硅芯片,WoW(Wafer on Wafer)爲基板上再層疊一片基板。2021年8月份,臺積電公佈了第五代CoWoS先進封裝技術,其晶體管數量是第三代20倍。

2022年3月初,蘋果發佈了最新電腦芯片M1 Ultra,其中將兩枚M1 Max芯片“粘連”而成的“膠水”封裝大法,同樣屬於chiplet技術範疇。這裏不得不提一下,技術特點和臺積電的CoWoS封裝技術很相似,也就是說和華爲的技術研究方向一致。

3、chiple技術標準急需制定

其實通過以上背景不難看出,工藝提升性能遭逢瓶頸,單芯片設計的技術路線很難繼續走下去,向基於chiplet的芯片設計技術轉型,已經是許多芯片產業鏈頭部玩家的共識。

但,對於chiplet來說,還是屬於新興技術領域,如果許多芯片企業一起加入這一領域,會涉及到多家同時在做各種功能芯片的各類設計、互連、接口。如果沒有統一的標準,市場和生態是做不大的,也不利於整個產業鏈的健康發展。

因此,chiple技術標準急需制定,國內國外都在制定自己的標準。

3月2日,英特爾領銜,AMD、Arm、臺積電、三星等十個芯片巨頭加入,組合一起制定自己的chiplet標準UCIe。

而國內在2021年就開始籌備,小芯片(chiplet)標準:《小芯片接口總線技術要求》,爭取在新賽道上,能夠搶先一步。早一點定下標準,可以早一點落實到實際中,爲中國芯片企業尋求一個統一的技術標準。

中國芯片的發展3

中國芯片的發展與未來

中國半導體發展一直受制於海外。後來龍芯的出現,倒是令國人爲之興奮了一陣,但是其性能只相當於奔騰4,與因特爾的芯片技術差距至少在2代以上。

在生產具體的電腦產品,以及如何獲得更多的軟硬件廠商支持上都面臨着較大的挑戰。中國芯更多的問題還在於產業化和資金的問題。專家指出,如果設計16納 米芯片技術,就需要1。5億美元到2億美元的投入,所以高端芯片的設計一定需要政府的支持。

而且現在生產中國芯除了自身的性能要過關,可能需要更多的第三 方軟硬件廠商來支持,相對於發展比較成熟的美國半導體行業。

中國的半導體行業和全球新興的半導體行業一樣,還有一段很長的路要走。比如市場是否能夠接受支持一款新興的芯片,第三方應用軟件和硬件能否支持以及生產技術是否成熟等。

爲中國芯片帶來什麼樣的發展機遇?

1、突破技術封鎖

在華爲被老美限制芯片的事件中,可以看出,一旦相關核心技術受阻(比如先進製程),我們將會被卡脖子。

而國內“小芯片”標準的制定,就是爲了幫助國內集成電路互連技術發展,可以解決我們完全無法使用先進製程的問題。例如:華爲採用兩個14nm的芯片,通過chiplet的方式,使其性能和功能接近7nm工藝的芯片性能;蘋果將兩枚M1 Max芯片,“粘連”而成的電腦芯片M1 Ultra。

中國芯片的發展 第3張

如果國內“小芯片”標準制定好後,再次遇到先進製程被卡,我們可以繞道實現技術目的。

2、利於助力國內廠商

由於國內的廠商目前封裝技術,還不足以與國際巨頭相提並論,因此國際上的一些標準可能還不完全符合我國國情。

而《小芯片接口總線技術要求》相關標準更符合國內廠商,打造我國原生的技術標準,比如:在物理層,國外chiplet標準僅支持單端號(一根線),而國內的標準同時支持單端信號和差分信號(一對線)。

之所以我國要走自己的路,是爲了加速國產化替代,並建立自己的產業生態圈。但,在變革的同時,我們也做好了應對一切衝擊的準備。

3、同時起跑機遇大

“小芯片”技術的研究,基本上國內外都是同時進行的,國內的標準制定幾乎與國外的是同步時間。

國內初稿方案在2022年第一季度已公示,而國外UCIe標準的第一版,也是在2022年1月份發佈。兩者幾乎同時,站在同一起跑線上,說明國內對於chiplet的研究並不輸給國外。

遙想很多技術都是彎道超車,而此次“小芯片”標準制定卻是國內外同時起步,更有機會共同進步,甚至在該領域國內有領先的發展機遇。

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