chiplet有哪些技術優(yōu)勢?chiplet仿真面臨著哪些挑戰(zhàn)?
chiplet其實就是小芯片,但是chiplet這兩年在行業(yè)內(nèi)卻變得異?;馃岷蛡涫茏放?。為增進大家對chiplet的認識,本文將對chiplet、chiplet具備的技術優(yōu)勢以及chiplet仿真面臨的挑戰(zhàn)予以介紹。如果你對chiplet或是對本文具有興趣,不妨和小編一起來繼續(xù)往下閱讀哦。
一、什么是chiplet
雖然小芯片(Chiplet)已經(jīng)存在了幾十年,但如今它們已成為芯片制造領域最熱門的趨勢,為從個人電腦到服務器、手機和可穿戴設備等數(shù)百萬臺設備提供動力。
雖然小芯片已經(jīng)存在了幾十年,但其使用在歷史上僅限于特定的專業(yè)應用。然而,如今它們處于技術的最前沿,為全球數(shù)百萬臺臺式電腦、工作站、服務器、游戲機、手機甚至可穿戴設備提供支持。
短短幾年間,大多數(shù)領先的芯片制造商都已采用小芯片技術來推動創(chuàng)新?,F(xiàn)在很明顯,小芯片即將成為行業(yè)標準。
當前,在芯片制造工藝持續(xù)靠近物理極限的同時,封裝技術發(fā)展日新月異。其中,Chiplet已經(jīng)成為“后摩爾時代”的重要技術途徑之一。Chiplet創(chuàng)新了芯片封裝理念,正對芯片的設計、制造、封裝、測試全流程,產(chǎn)生一個革命性的變化,這也將讓產(chǎn)業(yè)鏈全面受益。
Chiplet其核心是實現(xiàn)芯片間的高速互聯(lián),且兼顧多種芯片互聯(lián)后的重新布線,為實現(xiàn)既定性能,對Chiplet之間的布線密度、信號傳輸質(zhì)量提出較高要求,封裝加工精度與難度進一步加大,并且要考慮散熱和功率分配等問題。因此,Chiplet 技術因此需要高密度、大帶寬的先進封裝技術提供硬件支持, 大概率采用先進封裝方案,如 SiP(系統(tǒng)級封裝技術)、RDL(晶圓重布線技術)、Bumping (晶圓凸點工藝)、Fan-in/out(扇入/扇出式封裝)等。先進封裝技術是 Chiplet 的基礎,Chiplet 方案大大推動先進封裝技術的發(fā)展。
二、Chiplet有哪些技術優(yōu)勢
1、提高芯片良率
傳統(tǒng)的單芯片設計模式,隨著芯片尺寸的不斷縮小,邁入3nm、2nm制程后,芯片的良率成為一大挑戰(zhàn)。據(jù)悉,頭部晶圓大廠的3nm良率也僅在50%左右。而Chiplet技術將芯片設計分解成多個更小的模塊,每個模塊可以單獨進行制造和測試,從而可以提高整體芯片的良率。
2、降低芯片成本
隨著行業(yè)轉(zhuǎn)向更小的工藝節(jié)點,生產(chǎn)大型芯片的成本持續(xù)增加。目前臺積電3納米晶圓每片成本為20,000美元,比5nm(16,000 美元)晶圓成本上漲了25%,而行業(yè)預計2nm晶圓成本將比3nm再增加50%。制造大型整體芯片將變得越來越不經(jīng)濟。在摩爾定律基本上不再帶來經(jīng)濟效益的情況下,Chiplet被認為是最好的大芯片替代設計方法。Chiplet技術可以采用不同制程工藝、不同代工廠來制造不同的模塊,例如可以使用成熟的制程工藝來制造成熟的IP模塊,而使用更先進的制程工藝來制造關鍵的性能模塊,這種混合制程工藝可以降低芯片的整體成本。
3、提高芯片靈活性
Chiplet技術可以根據(jù)不同的需求定制芯片配置,例如可以根據(jù)客戶的需求選擇不同的IP模塊或調(diào)整模塊的數(shù)量。由于模塊化設計使得各個模塊獨立,設計者可以針對特定需求對特定模塊進行優(yōu)化和迭代,而不會影響其他模塊。這種靈活性使得芯片能夠更好地滿足不同的市場需求。
三、chiplet仿真面臨哪些挑戰(zhàn)
1、性能和功能
傳統(tǒng)仿真器因集中式routing and clocking,隨著設計規(guī)模增加,性能呈指數(shù)級下降,Chiplet技術在增加系統(tǒng)復雜性的同時加劇了這一挑戰(zhàn);
客戶實時操作系統(tǒng)、人工智能、視頻解碼仿真中,為提高性能,不得不放棄仿真器提供的調(diào)試功能。
2、超大設計規(guī)模
小chiplet組成了大芯片系統(tǒng),總設計規(guī)模高達500億個晶體管,對仿真加速器的可擴展規(guī)模及FPGA利用率提出了更高要求;
速度為10s, 100s of Tbps的多種chiplet接口。
3、工程效率
合理的編譯時間和運行時間,與軟件IDE處于同一數(shù)量級;
全局可見性和可控性,內(nèi)置專用邏輯分析儀,觸發(fā)器,斷言,以精確定位波形,用于跨團隊調(diào)試;
4、多個ChipletVendor的生態(tài)系統(tǒng)
虛擬集成來自多個供應商的異構chiplet設計,并在一個開放和安全的平臺上驗證它們。
每個chiplet設計都需要有便攜性,且可定義需探測的信號。
以上便是此次帶來Chiplet的相關內(nèi)容,通過本文,希望大家對Chiplet已經(jīng)具備一定的了解。如果你喜歡本文,不妨持續(xù)關注我們網(wǎng)站哦,將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!





