引言
材料科学家Preey Kuray参加了美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）举办的芯片研发及小芯片（chiplet）接口技术标准专题研讨会。
此次研讨会的宗旨是将工业界和学术界的技术专家汇聚一堂，共同探讨2024年最紧迫的技术问题之一——芯片封装标准。
尽管任务艰巨，科学界已认识到标准开发的重要发生，芯片封装前景乐观。
Preeya Kuray
材料科学家
半导体行业广泛采用单片芯片。其中，集成电路的所有要素（例如晶体管、电阻器、互连等）都集成在单个芯片上。单片设计，或称为“系统上芯片（System on Chip，SoC）”，通过将集成电路的所有方面集成到同一芯片上，简化了设计流程，并实现了高性能。
与此同时，系统级封装（System in Package，简称SiP）提供了一种不同的方法。SiP采用小芯片（chiplet）技术，其中各个处理单元（如CPU、GPU、内存等）被制造成独立的芯片，然后以紧密的间距组装到中介层上，或者相互堆叠，形成一个完整的系统。
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SiP技术为半导体芯片设计开启了一个全新的领域：它能够在单个封装中混合和匹配专用小芯片（chiplet），从而允许设计师更好地为特定应用选择和集成元器件。此外，SiP还提供了比SoC更快的上市时间，因为设计师可以选择现成的元器件并将其集成到单个封装中，从而简化了设计流程。
但是，尽管SiP的概念在封装领域并非创新，但大多数设计具有专有接口产品的公司都不允许互操作性，也不允许将不同制造商的小芯片混合和匹配到单个封装内。那么，标准在何处能够发挥作用？互操作性标准确保来自不同制造商的小芯片可以无缝协作，不会出现兼容性问题。当小芯片遵循通用的设计规范时，将它们集成到单个封装或系统中会变得更加简便。这对于希望混合和匹配来自不同来源的元器件以创建定制解决方案的设计师来说至关重要。
普渡大学机械工程教授Ganesh Subbarayan博士说：“理想情况下，我们希望小芯片生态系统能够复制PCB生态系统的模式。换句话说，该生态系统应允许从多个供应商采购芯片，并能够任意将它们紧密地集成在一起。挑战来自不同来源的多个小芯片组成的系统。如果没有度量标准，就无法了解元器件的任何单一变化会如何影响整个系统。”
最终，为小芯片创建开放标准将可实现互操作性，降低创新障碍，并促进健康的小芯片生态系统的发展。因此，NIST专题研讨会的目标是开发芯片封装行业的开放标准。
研讨会上最紧迫的主题之一是开发安全数据共享标准。美国商务部的一位官员表示：“数据共享不很稳健，因为不同生态系统的不同工具收集和格式化数据的方式各不相同。由于缺乏标准，跨生态系统共享数据变得困难。NIST在数据共享领域做了大量工作。我们建议在短期内再举办一次研讨会，从根本上重新审视数据共享的理念。不同的芯片封装生态系统拥有大量数据。我们需要找到促进这些生态系统之间数据共享的办法。目前，正在进行的探索以分布式账本技术为中心，如用于共享数据的区块链技术。这是行业需要投入大量精力的领域之一。”
随着数据在小芯片（chiplet）生态系统中流动，它必然会经过若干环节。区块链技术是指一种去中心化和分布式的信息存储与记录系统。它允许多个参与方拥有安全、透明和不可篡改的交易记录，而不依赖中央机构。虽然，在芯片封装标准中实施区块链技术是一个复杂过程，需要行业参与者合作，但该技术有可能为芯片封装生态系统带来更高的透明度和信任度。
换句话说，如果公司确信其知识产权将得到保护，那么互操作性的梦想就可以变成真正的现实。我们离这个现实还有多远？
这位商务官员表示，“这一天迟早会到来，基于小芯片（chiplet）的封装生态系统已经初步形成。问题是，我们如何协调生态系统，以便我们可以从一家公司获得元器件，并将其与另一家公司的元器件组合起来？当市场开始要求更好的性能、更低的成本和更高的可用性时，我们应该准备好通过适当的芯片封装标准来帮助促进这一变革。”
尽管前方的路还很长，有许多工作需要完成，但科学界已经认识到开发这些标准的价值。看来，芯片封装的未来发展前景充满希望。
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