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在快速发展的半导体领域，芯粒技术正在成为一种突破性的方法，它解决了传统单片系统级芯片 (SoC) 设计面临的许多挑战。随着摩尔定律的放缓，半导体行业正在寻求创新解决方案，以提高性能和功能，而不仅仅是增加晶体管密度。芯粒提供了一条有希望的前进道路，在芯片设计和制造中提供灵活性、模块化、可定制性、效率和成本效益。AMD 和英特尔等公司一直走在这项技术的前沿，AMD 的 EPYC 处理器和英特尔的 Ponte Vecchio 数据中心 GPU 等产品展示了芯粒在增加核心数量和集成各种功能方面的潜力。
芯片组是离散的模块化半导体元件，在集成到更大的系统之前，它们会单独设计和制造。这种方法类似于模块上的 SoC，其中每个芯片组都设计为与其他芯片组协同工作，因此需要在设计上进行共同优化。芯片组的模块化与 IP 芯片化、集成异构性和 I/O 增量化等关键半导体趋势相一致。芯片组还与异构集成和先进封装有关。
为什么 Chiplet 越来越受到青睐
摩尔定律的放缓使得在有限的面积内添加更多晶体管变得越来越困难。相反，重点已转移到提高功能密度——这是芯片设计的优势所在。与此同时，开发工作越来越多地集中在系统级集成上，而不仅仅是晶圆制造。
采用芯粒技术是因为它能够解决传统单片芯片设计固有的几个关键限制。其中一个优势是它能够克服诸如标线尺寸和内存壁等限制，而这些限制传统上会阻碍半导体器件的性能和可扩展性。通过将芯片功能模块化为离散的芯粒，制造商可以更有效地优化半导体材料和处理节点的使用。此外，芯粒可以更好地利用晶圆角落空间，降低芯片缺陷率，而这些缺陷在传统芯片设计中往往未得到充分利用，尤其是在需要越来越多功能的大型 SoC 中。在集成之前，可以单独测试和验证离散组件。因此，制造良率会提高，从而提高产出质量并降低单位成本。此外，芯粒有助于实现更灵活的设计流程，无需全新的芯片设计即可集成针对特定应用量身定制的各种功能。这种灵活性不仅可以缩短开发时间和降低成本，还可以快速适应不断变化的技术需求。
芯粒的特性使制造商能够从不同地区的多家供应商处采购不同的零部件。这种多样化减少了对任何单一供应商或地理区域的依赖，从而增强了供应链的弹性。在地缘政治紧张和贸易限制的背景下，芯粒技术通过降低与供应中断相关的风险提供了战略优势。通过采用芯粒设计，公司可以更有效地应对这些限制，确保关键零部件的稳定供应，而无需过度依赖受到政治不稳定或贸易制裁的地区。
总的来说，这些因素使得芯粒技术对于寻求提高性能同时保持经济效率的制造商来说是一个有吸引力的选择。
全球芯粒市场正在经历显著增长。预计到 2035 年，这一市场规模将达到 4110 亿美元，这得益于数据中心和人工智能等行业的高性能计算需求。芯粒的模块化特性允许快速创新和定制，满足特定市场需求，同时缩短开发时间和成本。
虽然芯粒具有众多优势，但它们也带来了新的挑战。多个芯粒的集成需要先进的互连技术和标准，以确保组件之间的无缝通信。热管理是另一个关键领域，因为如果管理不当，功能密度的增加可能会导致过热。这些挑战为供应链中的各个参与者带来了机遇。例如，芯粒设计中封装的不同区域需要不同类型的底部填充材料来满足特定需求，例如保护芯片本身，提供机械支撑和热稳定性，以及保护连接芯粒的精密导线和焊球，防止出现分层或分离等问题。这创造了对可提高可靠性和性能的创新材料的需求。
参考链接
https://www.idtechex.com/zh/research-report/chiplet-technology-2025-2035-technology-opportunities-applications/1041
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