作為擴展復雜芯片和擺脫芯片光罩尺度限制的革命性解決方案，芯粒技術的應用引起了整個行業(yè)的關注。為增進大家對芯粒技術的認識，本文將對使用芯粒技術時需要面對的挑戰(zhàn)予以介紹。如果你對芯粒技術具有興趣，不妨和小編一起來繼續(xù)往下閱讀哦。

一、芯粒

芯粒（Chiplet）是一種可平衡計算性能與成本，提高設計靈活度，且提升IP模塊經(jīng)濟性和復用性的新技術之一。芯粒實現(xiàn)原理如同搭積木一樣，把一些預先在工藝線上生產(chǎn)好的實現(xiàn)特定功能的芯片裸片，通過先進的集成技術（如3D集成等）集成封裝在一起，從而形成一個系統(tǒng)芯片。

芯粒的核心在于高速互聯(lián)，對封裝工藝提出了更高的要求，尤其是專注于提升封裝體的復雜度和集成度的先進封裝，長電科技（600584.SH）、通富微電（002156.SZ）都是封測領域的“佼佼者”。

二、使用芯粒技術需要面對的挑戰(zhàn)

1. 晶圓管理：效率最大化和成本最小化

采用芯粒技術的基本挑戰(zhàn)之一是復雜的晶圓管理。在基于芯粒的設計中，單個芯片可能由多個芯粒組成，每個芯粒組在單獨的晶圓上制造。

例如，帶有N個芯片的XPU需要N個晶圓，從而使制造、測試和組裝流程復雜化。通過異構集成將這些不同的晶片合并成一個內(nèi)聚封裝會提升復雜性、時間敏感性，并增加出錯的可能性。

此外，管理每個設計中的多個晶片的成本也是一個重大障礙，對基于芯粒的方法的經(jīng)濟可行性提出了挑戰(zhàn)。

舉例說明：考慮一家使用芯粒技術開發(fā)高性能圖形處理器（GPU）的半導體公司。GPU由多個芯粒組組成，每個芯粒分別負責著色器處理、內(nèi)存管理和渲染等特定功能。

為了最大限度地提高晶圓管理的效率并降低成本，公司采用了先進的調度算法，在專用晶圓上優(yōu)化每個芯粒的生產(chǎn)。

這一策略有助于簡化制造流程，確保每個晶片都符合所需的規(guī)格，從而提高生產(chǎn)流水線的成本效益。

2. 產(chǎn)量挑戰(zhàn)：提高芯片制造的良率

良率管理是半導體制造的一個重要方面，而芯片組則為這一過程帶來了新的復雜性。

雖然將面積較大的單一芯片拆分為設計復雜度較低的芯粒看似具有良率上的優(yōu)勢，但隨著芯粒數(shù)量的增加，良率檢查流程變得越來越耗時耗力。管理多個芯粒的規(guī)格會使良率優(yōu)化過程變得更加復雜。

為緩解這一問題，有人建議將較大的功能塊合并到單個芯粒中，但在實現(xiàn)和管理所需良率方面仍存在挑戰(zhàn)。

業(yè)界必須解決這些良率難題，使芯片真正成為傳統(tǒng)單一集成芯片設計的可行替代方案。

舉例說明：一家半導體制造商正在生產(chǎn)用于下一代人工智能（AI）處理器的芯粒。

該公司認識到與多芯粒相關的良率挑戰(zhàn)，因此投資先進的機器學習算法，以分析每次生產(chǎn)運行的數(shù)據(jù)。

通過利用預測分析，制造商可以在生產(chǎn)流程早期發(fā)現(xiàn)潛在的良率問題，從而進行主動調整，優(yōu)化生產(chǎn)條件。

這種方法不僅提高了整體生產(chǎn)率，還確保了最終的芯粒產(chǎn)品符合質量標準，降低了與產(chǎn)量相關的挫敗發(fā)生的可能性。

3. 測試效率：簡化流程，實現(xiàn)最佳性能

芯粒的測試效率是另一個重大障礙。由于每個芯粒都位于一個單獨的晶圓上，因此測試過程成為整個開發(fā)流程中一個關鍵的資源密集型環(huán)節(jié)。

整合多個晶片上分割出來的芯粒以創(chuàng)建最終硅芯片的做法擴大了測試要求，需要額外的資源和測試硬件。由此導致的測試成本增加。使人們對基于芯粒的設計與傳統(tǒng)集成方法相比的整體上是否更為“經(jīng)濟”產(chǎn)生了疑問。

業(yè)界必須開發(fā)簡化的測試流程，以優(yōu)化效率并最大限度地降低與芯粒測試相關的成本。

舉例說明：試想一家科技巨頭正在為智能手機開發(fā)基于芯粒的片上系統(tǒng)（SoC）。由于眾多芯粒提供不同的功能，測試效率成為一個關鍵問題。

該公司實施了一個全面的自動測試框架，該框架集成了每個芯片的獨特測試要求。該框架允許同時測試多個芯粒，大大減少了測試時間和資源需求。

因此，該公司實現(xiàn)了更高效的測試流程，確保了基于芯粒的SoC的可靠性和性能。

以上便是此次帶來的芯粒技術相關內(nèi)容，通過本文，希望大家對芯粒技術已經(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!