3月30日，在AspenCore舉辦的2023國(guó)際集成電路展覽會(huì)暨研討會(huì)（IIC Shanghai）重要論壇活動(dòng)——2023中國(guó)IC領(lǐng)袖峰會(huì)上，芯原股份創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼總裁戴偉民博士以“Chiplet在智慧出行領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化之路”為主題，分享了他對(duì)Chiplet產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的思考。rKbesmc

Chiplet在“后摩爾時(shí)代”迎來快速發(fā)展

據(jù)戴偉民介紹，在高性能復(fù)雜計(jì)算領(lǐng)域，Chiplet將兼顧芯片設(shè)計(jì)的高性能、設(shè)計(jì)靈活度和成本。“在摩爾定律放緩，高性能計(jì)算的設(shè)計(jì)成本、風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)計(jì)時(shí)間不斷攀升的前提下，Chiplet技術(shù)是‘后摩爾時(shí)代’集成電路技術(shù)發(fā)展的最優(yōu)解。”戴偉民表示，Chiplet技術(shù)是將原本一塊復(fù)雜的SoC芯片，從設(shè)計(jì)時(shí)就先按照不同的計(jì)算單元或功能單元對(duì)其進(jìn)行分解，再將每個(gè)單元選擇最適合的半導(dǎo)體制程工藝進(jìn)行分別制造，通過先進(jìn)封裝技術(shù)將各個(gè)單元彼此互聯(lián)，最終集成封裝為一個(gè)系統(tǒng)級(jí)芯片組的技術(shù)。這種方式可以使得芯片中的各個(gè)功能模塊與最合適的工藝制程相匹配，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的性價(jià)比，也大幅縮減芯片設(shè)計(jì)迭代的周期和風(fēng)險(xiǎn)。rKbesmc

Chiplet帶來了“新四化”，包括IP芯片化、集成異構(gòu)化、集成異質(zhì)化和IO增量化。具體來看包括：1）IP芯片化：Chiplet是硅片級(jí)別的IP重用?；谙冗M(jìn)封裝技術(shù)，SoC中的IP硬核將以Chiplet的形式被封裝在芯片中；2）集成異構(gòu)化：可將多個(gè)基于不同工藝節(jié)點(diǎn)、單獨(dú)制造的Chiplet封裝到一顆芯片中；3）集成異質(zhì)化：將基于Si、GaN、SiC、InP等材料的Chiplet通過異質(zhì)集成技術(shù)封裝到一起；4）IO增量化：水平互聯(lián)(RDL)和垂直互聯(lián)(TSV)的I/O接口增量化。rKbesmc

據(jù)預(yù)測(cè)，全球Chiplet市場(chǎng)將在未來幾年迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)。2021年，全球Chiplet市場(chǎng)規(guī)模約為29億美元，預(yù)計(jì)2026年市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)193億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率可達(dá)45.7%。rKbesmc

從產(chǎn)業(yè)鏈的角度，目前已有AMD、英特爾、臺(tái)積電為代表的多家集成電路產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)導(dǎo)廠商先后發(fā)布了量產(chǎn)可行的Chiplet解決方案、接口協(xié)議或封裝技術(shù)。其中，AMD已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)Chiplet量產(chǎn)。rKbesmc

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除了以先進(jìn)封裝技術(shù)作為支撐，統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)是發(fā)展Chiplet生態(tài)的重要突破口。2022年3月2日，ASE、AMD、ARM、Google云、Intel、Meta (Facebook)、微軟、高通、三星、臺(tái)積電十大行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者宣布成立Chiplet行業(yè)聯(lián)盟，共同打造Chiplet互連標(biāo)準(zhǔn)、推進(jìn)開放生態(tài)。芯原也在第一時(shí)間加入了該組織。 “作為中國(guó)大陸首批加入該組織的企業(yè)，芯原股份將與UCIe產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟其他成員共同致力于UCIe規(guī)范和技術(shù)的研究與應(yīng)用。”戴偉民表示。rKbesmc

以“智慧出行”為首的Chiplet三大率先落地應(yīng)用場(chǎng)景

戴偉民開門見山地說道：“之所以特別分享Chiplet在智慧出行領(lǐng)域的應(yīng)用情況，是因?yàn)槲艺J(rèn)為智慧出行是Chiplet率先落地的領(lǐng)域之一。”他表示，Chiplet最先落地的三大應(yīng)用場(chǎng)景包括自動(dòng)駕駛、數(shù)據(jù)中心和平板電腦。rKbesmc

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戴偉民認(rèn)為，Chiplet在汽車芯片中獲得快速應(yīng)用的主要驅(qū)動(dòng)力包括：1）當(dāng)把計(jì)算和功能模塊以Chiplet的方式單獨(dú)做好車規(guī)驗(yàn)證工作，然后通過增加特定Chiplet來升級(jí)汽車芯片，可以大幅簡(jiǎn)化汽車芯片迭代時(shí)的設(shè)計(jì)工作和車規(guī)流程；2）由于幾顆Chiplet同時(shí)失效的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一顆汽車芯片失效的概率，因此也增加了汽車芯片的可靠性；3）Chiplet架構(gòu)支持將高安全等級(jí)的相關(guān)功能放在一顆Die內(nèi)，娛樂交互相關(guān)功能集成于另一顆Die，實(shí)現(xiàn)不同安全等級(jí)的子系統(tǒng)之間的有效隔離，從而有效提升汽車的安全性。”rKbesmc

戴偉民表示，芯原在智能汽車領(lǐng)域已耕耘多年，從智慧座艙到自動(dòng)駕駛技術(shù)均有布局。芯原的GPU IP和NPU IP已經(jīng)在汽車上獲得了廣泛的應(yīng)用，包括信息娛樂系統(tǒng)、儀表盤、車身環(huán)視、駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、ADAS、自動(dòng)駕駛汽車等。多家全球知名的汽車OEM廠商都采用了芯原的GPU IP用于車載信息娛樂系統(tǒng)及儀表盤。目前，芯原的ISP IP已獲得ISO 26262汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證和IEC 61508工業(yè)功能安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，公司的芯片設(shè)計(jì)流程也已獲得ISO 26262汽車功能安全管理體系認(rèn)證，這將加速我們?cè)谄嚭凸I(yè)領(lǐng)域的布局。此外，芯原的其他IP也正在逐一通過車規(guī)認(rèn)證的進(jìn)程中。rKbesmc

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芯原股份：“芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)即服務(wù)”引領(lǐng)“輕設(shè)計(jì)”

回顧集成電路產(chǎn)業(yè)模式的發(fā)展歷程，世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在第三次轉(zhuǎn)移的進(jìn)程中。在這一次轉(zhuǎn)移中，下游需求從之前的軍工、家電、PC、手機(jī)轉(zhuǎn)移到人工智能、大數(shù)據(jù)等新興場(chǎng)景，產(chǎn)業(yè)模式也從最初的“IDM模式”“Fabless模式”變化到如今“輕設(shè)計(jì)模式”。rKbesmc

在輕設(shè)計(jì)模式下，芯片設(shè)計(jì)公司將專注于芯片定義、芯片架構(gòu)、軟件/算法以及市場(chǎng)營(yíng)銷等，而將芯片前端和后端設(shè)計(jì)、量產(chǎn)管理等全部或部分外包給芯原這類芯片設(shè)計(jì)服務(wù)公司。rKbesmc

據(jù)戴偉民介紹，芯原獨(dú)有的“芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)即服務(wù)”商業(yè)模式主要包括了一站式芯片定制服務(wù)和半導(dǎo)體IP授權(quán)服務(wù)兩大類業(yè)務(wù)，二者之間客戶相互轉(zhuǎn)換，業(yè)務(wù)之間深度綁定，具有很高的協(xié)同效應(yīng)。這種業(yè)務(wù)模式需要豐富的IP積累和先進(jìn)的芯片設(shè)計(jì)能力做支撐。rKbesmc

戴偉民介紹，芯原股份是中國(guó)大陸排名第一、全球第七的半導(dǎo)體IP供應(yīng)商，IP種類全球前二，IP知識(shí)產(chǎn)權(quán)授權(quán)使用費(fèi)收入排名全球第四，2022年上半年半導(dǎo)體IP銷售收入全球第六。rKbesmc

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芯原股份在半導(dǎo)體IP上有很豐富的積累，擁有六類核心的處理器IP，包括圖形處理器IP、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器IP、視頻處理器IP、數(shù)字信號(hào)處理器IP、圖像信號(hào)處理器IP和顯示處理器IP，滲透在可穿戴、智慧物聯(lián)網(wǎng)、平板電腦、服務(wù)器、汽車電子等主流領(lǐng)域，累計(jì)服務(wù)客戶超300家。同時(shí)還有豐富的面向物聯(lián)網(wǎng)無線連接應(yīng)用的射頻IP系列，以及1500多個(gè)數(shù)?；旌闲盘?hào)IP。rKbesmc

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除了豐富的IP儲(chǔ)備，芯原在傳統(tǒng)CMOS、先進(jìn)FinFET和FD-SOI等全球主流半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)上都具有優(yōu)秀的芯片設(shè)計(jì)能力。據(jù)戴偉民介紹，在先進(jìn)半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)方面，芯原已擁有14nm/10nm/7nm/5nm FinFET和28nm/22nm FD-SOI工藝節(jié)點(diǎn)芯片的成功流片經(jīng)驗(yàn)，并已經(jīng)將公司的設(shè)計(jì)服務(wù)范圍從硬件拓展至軟件，通過將芯原的半導(dǎo)體IP、芯片定制服務(wù)和軟件支持服務(wù)全面結(jié)合，還可為客戶提供系統(tǒng)平臺(tái)解決方案。rKbesmc