2022半导体Chiplet封装技术前景怎么样 Chiplet封装是什么意思

2022-08-08 13:36

  2022半导体Chiplet封装技术前景怎么样?Chiplet封装是什么意思?据了解,所谓Chiplet,顾名思义就是小芯片/芯粒,是通过将原来集成于同一系统单晶片中的各个元件分拆,独立为多个具特定功能的Chiplet,分开制造后再透过先进封装技术将彼此互联,最终集成封装为一系统晶片组。

  根据摩尔定律,半导体芯片上集成的晶体管和电阻数量将每18到24个月将增加一倍。

2022半导体Chiplet封装技术前景怎么样

  但摩尔定律发展至今已经有50多年,随着半导体工艺的进步,要在同等面积大小的区域里放进更多的硅电路,比如漏电流增加、散热问题增加、时钟频率增长减慢等问题已经不可避免的增加。

  目前单纯靠系统级芯片提高性能已经变得更加困难,5nm往下的4nm,3nm等工艺技术,即便取得制程突破,也未必在性能和功耗之间保持平衡,所以这时候Chiplet的概念出现了。

  在科研界和产业界看来,这是一种可以延缓摩尔定律失效、放缓工艺进程时间、支撑半导体产业继续发展的有效方案。

  市场空间方面,据Omdia数据预计,Chiplet市场规模到2024年将达到58亿美元,2035年则将超过570亿美元。

  Chiplet有提高制造良率、降低设计及制造成本的优点。具体来看,

  第一,降低成本。

  据悉,设计28nm芯片的平均成本为4000万美元;相比之下,设计7纳米芯片的成本为2.17亿美元,设计5nm设备的成本为4.16亿美元,3nm设计更是将耗资高达5.9亿美元

  TheLinleyGroup的白皮书《ChipletsGainRapidAdoption:WhyBigChipsAreGettingSmall》中直接提出,Chiplet技术可以将大型7nm设计的成本降低高达25%;在5nm及以下的情况下,节省的成本更大。

  第二,提高芯片制造的良品率。

  资料显示,芯片的良品率与芯片的面积有关,随着芯片面积增大,良品率会下降。掩模尺寸700mm2的设计通常会产生大约30%的合格芯片,而150mm2芯片的良品率约为80%,因此,通过Chiplet设计将大芯片分成更小的芯片可以有效改善良率,同时也能够降低因为不良率而导致的成本增加。

  第三,降低设计的复杂度和设计成本。

  因为如果在芯片设计阶段,就将大规模的SoC按照不同的功能模块分解为一个个的芯粒,那么部分芯粒可以做到类似模块化的设计,而且可以重复运用在不同的芯片产品当中。这样不仅可以大幅降低芯片设计的难度和设计成本,同时也有利于后续产品的迭代,加速产品的上市周期。

  未来该技术的应用前景将出现在哪些领域?

  芯和半导体市场部负责人认为,相较之下AI人工智能、HPC高性能计算对于芯片的设计规模要求最高,这两个领域对于Chiplet技术的尝试会更加迫切。

  芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民接受采访时表示,平板电脑应用处理器,自动驾驶域处理器,数据中心应用处理器将会是Chiplet率先落地的应用领域。

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