Chiplet:整点先进的
(1)大涨题材:
半导体之前芯片主要架构为SOC,即将数个负责不同运算任务的元件集成于单一晶片上,以追求用“一个”晶片实现完整功能。最典型的例子手机芯片,是将CPU、GPU、Modem、ISP、DSP等不同功能的元件整合于单一晶片上。
Chiplet设计则是将各元件独立后重新分组,各小晶片分别制用不同工艺制造后在封装整合。
广发证券认为,随着半导体先进制程不断往7、5、3nm迈进,晶片设计与制造工艺微缩的难度、成本与开发时间均呈现跳跃式的增长。而透过Chiplet架构与先进封装 的高密度互联,能实现以更低成本提供相同等级效能表现。
行情上,芯片板块上演涨停潮,其中Chiplet公司中
芯原股份、
华天科技、
嘉欣丝绸等多股涨停。
2)研报解读(
广发证券):到底有什么用?
①在摩尔定律因成本原因难以延续的状态下,Chiplet技术的突破有望引领半导体行业向超摩尔定律时代发展,通过先进互联技术提升SoC良率。
②Chiplet主要帮助半导体解决了先进制程带来的几项痛点,包括:
1)提高制造良率: 来自HPC、AI的庞大运算需求,除了带动对逻辑晶片内的运算核心数量需求上升,连带晶片组内相应的快取记忆体、I/O元件数目与体积也大幅增加,进而加大晶片面积。这样的放大除增加制造难度外,由缺陷密度带来的良识别风险。透过Chiplet设计,将超大型晶片切割成各独立小晶片,可有效改善良率。
2)降低设计的成本: 随着制程不断微缩,单一IC的设计成本近乎成倍数提升,在Chiplet的架构下,将原先SoC重构为多颗小晶片后,部分小晶片可做到类模组化设计并重复运用在不同的产品线中。此外,在设计新产品时,晶片组中部分元件可直接延用前一代电路设计甚至采用其他业者的小晶片模组,好将资金与心力集中投注在关键小晶片的设计迭代。
3)降低制造的成本: 系统单晶片内的部分电路如快取记忆体、I/O元件、处理类比/溷合讯号的元件等由于性能要求较低,并不需使用到最先进的制程工艺。因此透过将上述元件独立出来,分别使用性价比较高的成熟制程进行制造后,再与其他采用先进制程的小晶片封装集成的方式,可进一步降低整体制造成本。
根据AMD等分析,相较SoC设计,Chiplet能减少整体制造成本达近50%之多,且此一成本优势在越高阶 (越多核心数) 的产品线表现得更为明显。
③先进封装技术成关键。
Chiplet与SiP (System in Packaging, 系统级封装) 有异曲同工之妙,两者同样为不同元件间的整合与封装,但差别在于Chiplet的整合层次更高,小晶片与小晶片间的沟通密度要求极高,目标是各元件在独立而又互联后,彼此间讯号的传输速度与耗损和当初集成于单一晶片上时,要能做到毫不逊色的表现。因此,对于采用Chiplet设计的晶片组,高密度整合封装技术变为至关重要。