在制程和良率的博弈中，手機芯片也向Chiplet拋去了橄欖枝？

IT之家11月12日消息，三星正積極考慮將 3D Chiplet（芯粒）技術運用于自家未來的Exynos系列SoC中。

圖片來自：三星電子

知情人士解釋說：“就現階段來說，最需要先進制程技術的產品就是運用于手機的行動處理器，但因為其對良率非常敏感；因此，透過使用3D Chiplet的方式可以實現更穩定的生產。

此外，采用3D封裝技術，還可以進一步減小芯片整體封裝尺寸，并且可以透過增加芯片之間的連接性，同時提高頻寬和效率。“

在半導體芯片代工市場上，三星僅次于臺積電的出現，也是唯一能與臺積電競爭的先進技術；然而，近兩年來，三星在工藝良率方面出現了嚴重問題。更有傳聞稱：其4nm良率低至35%。

為什么三星4nm工藝有這么多問題？TechInsights在之前的分析機構給出了答案：在投入生產4LPE工藝方面，三星過于冒進，導致Exynos 2200高缺陷率和低能效率-特別是在新的圖形引擎中。

這也導致：根據市場研究公司Counterpoint Research的數據，2023年第二季手機移動處理器市場占比按營收計算，高通占比40%、蘋果占比33%、聯發科16%，但三星電子僅7%。

或許在Chiplet技術大行其道的今天，手機芯片也將在制程和良率的博弈中探尋一種新的道路：

在制造過程中，由于多個芯片模塊的集成和連接，良率可能會受到影響；良率低意味著有更多的芯片在制造過程中出現缺陷或不合格，這會增加成本并影響產能。

而，Chiplet技術在解決芯片良率問題上正好可以扮演關鍵角色，直接影響著成本和制造效率。

圖片來自：zGlue，示為Chiplet技術的模塊化組合

在傳統的單一芯片設計中，制造商面臨著整體芯片良率的壓力，一個芯片模塊出現問題可能導致整個芯片報廢；而采用 Chiplet 技術后，將芯片拆分成多個模塊，使得制造商可以更有效地管理良率問題。

首先，Chiplet 技術允許制造商獨立制造每個模塊，因此單個模塊的缺陷不會導致整個芯片的報廢；即使某一模塊出現了制造缺陷，其他模塊仍然可以繼續使用，提高了整體的良率。這種模塊化設計有效地降低了制造過程中出現的單點故障對整體芯片的影響。

其次，模塊化設計也降低了制造過程中的風險。由于每個模塊都可以在獨立的制造流程中進行生產和測試，制造商可以更精確地控制每個模塊的質量和穩定性。這種分離的制造過程可以更容易地定位和解決問題，從而提高了制造的可控性和穩定性，有助于提高整體的良率。

此外，Chiplet 技術還提供了更多的靈活性和選擇。制造商可以選擇合適的制造工藝來生產不同的模塊，選擇最優質的工藝來生產最關鍵的模塊，從而確保整體芯片的質量和性能。這種靈活性有助于有效管理和優化良率，降低整體的制造成本。

然而，手機芯片采用Chiplet技術也必然將面臨一些挑戰。

圖片來自IEEE

其中之一是模塊間的通信和互聯問題。高速通道和連接技術需要足夠高效和可靠，以確保模塊之間的數據傳輸和協同工作。

此外，多個芯片模塊集成在一起可能會增加熱量產生和功耗管理的難度。手機這樣的小型設備對于散熱和能耗控制有著嚴格的要求，因此需要解決有效的散熱和能耗控制方案。

盡管存在一些挑戰，但隨著技術的不斷進步和創新，手機芯片采用 Chiplet 技術有望迎來更廣泛的應用。

近年來，一些半導體巨頭如 AMD、Intel 和英偉達已經在不同領域采用了 Chiplet 技術，并在處理器、圖形芯片和人工智能領域獲得了成功。這些案例為手機芯片的發展提供了有益的經驗和啟示。

總而言之，手機芯片采用 Chiplet 技術具有巨大的潛力和各種優勢，如性能提升、靈活定制等。

然而，要克服其中的技術挑戰，實現 Chiplet 技術在手機芯片中的廣泛應用，仍然需要不斷的研究和創新。

隨著技術的演進和解決方案的不斷完善，Chiplet 技術有望在手機領域帶來更大的變革和進步，推動著手機芯片朝著更高性能、更靈活定制化的方向發展。

由于篇幅受限，本次手機芯片就先介紹這么多......

想了解更多半導體行業動態，請您持續關注我們。

奇普樂將在每周，不定時更新~

最后的最后，借由《春秋》里的一句話：

處其厚，不居其薄，處其實，不居其華。

愿每一位半導體從業者可以——

厚博學，實立穩！