一場由Chiplet技術引發的半導體行業新循環將至！

臨近2023年底，據環球通訊社所悉：InsightAce Analytic于11月28日向全球揭曉了其名為“Global Chiplet Market Research Report"(全球小芯片市場研究報告)的最新研究報告。

根據InsightAce Analytic最新研究顯示：

2022年全球Chiplet市場價值為50.3億美元，預計到2031年將達到6333.8億美元，2023-2031年預測期間復合年增長率為71.3%。

圖片及數據來自：InsightAce Analytic

詳讀報告后我們不能發現：在這個半導體行業正處于周期底部且需求向上切換之際，在生成式AI“智算一體”的需求與Chiplet技術“高密度、低成本”的夾擊下，一場垂直性的行業新循環或將來臨。

由于對數據中心、人工智能、高性能計算和 5G 基礎設施等領域的更高性能和更專業的半導體解決方案的需求的增加，隨著半導體行業尋求創新方法來克服傳統單片芯片設計的局限性，Chiplet市場需求預計將持續增長。

與此同時，新的應用程序和用例也將隨著Chiplet技術及市場的完善陸續出現，從而形成技術支持-市場需求-資金供給的優質循環。

隨后，在其區域劃分之下，報告顯示：亞太地區的Chiplet市場預計將占據主要市場份額：

報告顯示：該地區人工智能和數據中心的快速增長推動了對高性能、高能效計算解決方案的需求，使Chiplet成為有價值的組件。該地區是許多無晶圓廠半導體公司的所在地，這些公司設計芯片但外包制造，這些公司經常利用Chiplet來開發尖端產品。

另一方面，北美地區的Chiplet市場份額也將不斷提升：北美的數據中心一直是 Chiplet 技術的重要推動力。云計算和數據分析應用對節能、高性能處理器的需求推動了基于 Chiplet 的服務器處理器的開發；北美在 HPC 領域擁有強大的影響力，機構、研究中心和企業都需要強大的計算解決方案。

正如報告中壓軸的市場應用趨勢及競爭格局所示：行業巨頭已成領跑破風之局，更多的企業、機構及個人也在Chiplet技術的道路上不斷探索：

報告中所涉及的地區及企業

就在最近兩年，Apple、AMD、Nvdia、Inter等企業在產業落地及商業化應用等領域已形成一股新的氣象：

2022年3月9日，Apple推出其承載Chiplet技術的芯片——M1 Ultra；使用UltraFusion技術使得M1 Ultra的晶體管數量達到 1140 億，且可同時傳輸超過10000個信號，實現高達 2.5TB / s 低延遲處理器間帶寬。

2023 年 9 月，在 Innovation 2023 上，Inter推出了 Pike Creek，這是首款連接到 UCIe 的基于 Chiplet 的測試芯片。

AMD在CES 2023上披露了其下一代數據中心處理器Instinct MI300，其9個裸片被3D堆疊在四個6nm基礎裸片之上，而且這些裸片是有源的中介層，可以處理 I/O和各種其他功能。

而對于Nvdia而言，從 Blackwell 開始（Blackwell GPU 到目前為止計劃于 2024 年針對數據中心和人工智能領域發布）我們可能會看到 NVIDIA 的第一個芯片組封裝設計......

當然，在Chiplet技術的探索道路上，中國作為全球應用端（創新）最活躍的市場，相關“探索者”的出現也不足為奇；正如在此研究報告中唯一出現中國大陸企業——Chipuller(奇普樂）而言，其也在為構建開放的Chiplet技術生態添磚加瓦。

圖片來源：奇普樂

眾所周知，目前Chiplet可以并行設計和生產，這使得芯片的開發周期大大縮短，進一步加速了產品的生產時間；在此之上，通過奇普樂自研的Chipuller 1.0平臺應用端，終端用戶可以體驗一個簡單而高效的定制流程。

除此之外，Chipuller(奇普樂)所掌握的Chiplet技術結合了芯片堆疊、SASiRogo?（硅上互聯系統）中電源管理和外設IP的集成，并提供了比傳統PCB更小、比ASIC更靈活的單芯片解決方案......

由上可見：中國的“Chiplet探索者們”對于Chiplet技術的猜想、理念及應用的迸發與落地，并不是一蹴而就的；其核心及基礎更多地來源于行業內外設計端、研究端、應用端及市場端的廣泛的探究及摸索。

就如2022年12月，在第五屆軟件定義晶上系統技術與產業聯盟大會上，鄔江興院士對于我國集成電路的設計端新形式而言：

圖片來源：鄔江興院士PPT

其所提出的軟件定義晶上系統（SDSoW）以顛覆性的集成電路設計方法、計算范式、集成方式和組裝工藝，將體系架構創新和晶圓集成工藝創新有機融合，可提供三個數量級以上的性能與效能綜合增益。

鄔江興院士表示：如果將SoC看做是單間平房，那么SiP就是平房群，SoW（Chiplet）就是樓群，而SDSoW則是“魔方”樓群，它不僅有密度還有靈活性；從SoC發展到Chiplet實際上通過擴維的角度，體現的是倍數級的增益，但從Chiplet到SDSoW是系統的增維，體現的是指數級的增益。

在整體概念及研究領域，也正如2023年10月中科院——《集成芯片與芯粒技術白皮書》中所言：

圖片來源：《集成芯片與芯粒技術白皮書》

集成芯片的概念源于 2010 年臺積電的蔣尚義博士提出的“先進封裝”概念，他提出可以通過半導體互連技術連接兩顆芯片，從而解決單芯片制造的面積上限，解決板級連接的帶寬極限問題。而后，時任美國美滿電子公司總裁的周秀文博士（Sehat Sutrardja）將“模塊化”設計思想與方法進一步融入。

經過多年學術界和企業的發展，“先進封裝”已無法涵蓋多芯粒集成后所形成的新系統的科學與技術，于是在 2022 年自然科學基金委召開的雙清論壇上，孫凝暉院士、劉明院士以及蔣尚義先生等我國學者在凝練相關基礎技術后提出“集成芯片（Integrated Chips）”這一概念替代“先進封裝”、“芯粒”等稱謂，用于表達其在體系結構、設計方法學、數理基礎理論、工程材料制造等領域中更豐富的含義。

或許，隨著我們對Chiplet技術的探索不斷深入、隨著一個個新的概念及應用的不斷迸發，以“Chiplet技術”為動力的半導體產業新循環將遠遠不止于此；或許在未來很長的一段時間內，Chiplet的驕陽仍將如紅似火！

由于篇幅受限，本次Chiplet技術就先介紹這么多......

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最后的最后，借由牛頓的一名言：

真理的大海，讓未發現的一切事物躺臥在我的眼前，任我去探尋。

愿每一位半導體從業者可以——

常思量，探長遠！