Chiplet:設(shè)計(jì)引領(lǐng)、封裝賦能助推產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值重構(gòu)和國產(chǎn)芯破局_第1頁
Chiplet:設(shè)計(jì)引領(lǐng)、封裝賦能助推產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值重構(gòu)和國產(chǎn)芯破局_第2頁
Chiplet:設(shè)計(jì)引領(lǐng)、封裝賦能助推產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值重構(gòu)和國產(chǎn)芯破局_第3頁
Chiplet:設(shè)計(jì)引領(lǐng)、封裝賦能助推產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值重構(gòu)和國產(chǎn)芯破局_第4頁
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質(zhì)的飛躍:從成本到性能,ilt突破三大瓶頸事件當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月2日IS將浪潮集團(tuán)龍芯中科第四范式盛科通信等29家中國實(shí)體被列入實(shí)體清單其中浪潮龍芯同時(shí)被列入腳注4實(shí)(即涉及先進(jìn)計(jì)算類芯片與超級(jí)計(jì)算機(jī)的實(shí)體,將限制其獲取18類軟件和技術(shù)。部分被限制企業(yè)業(yè)務(wù)與先進(jìn)芯片或超級(jí)計(jì)算機(jī)相關(guān)限制的企業(yè)中浪潮集團(tuán)旗下?lián)鞽86服務(wù)器業(yè)務(wù),龍芯中科是CPU設(shè)計(jì)企業(yè),第四范式是一家AI獨(dú)角獸,盛科通信則是一家以太網(wǎng)交換芯片設(shè)計(jì)企業(yè),且浪潮集團(tuán)并非第一次遭遇被列入實(shí)體清單。超算產(chǎn)業(yè)發(fā)展受限國際形勢(shì)不確定性加劇之下芯片國產(chǎn)化亦在加速我們看好Cipl助力突破制程瓶頸實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)算力芯片產(chǎn)業(yè)飛躍以浪潮為例其業(yè)務(wù)對(duì)英特爾多有依賴。2013年以來,英特爾始終為浪潮第一大供應(yīng)商,在服務(wù)器、存儲(chǔ)、AI解決方案、云服務(wù)等多方面其底層技術(shù)均依賴英特爾的CPU2019年浪潮信息從英特爾采購的金額達(dá)到179億元,占比達(dá)到373。在2021年財(cái)報(bào)中,浪潮信息隱去了前五大供應(yīng)商的名稱,但第一大供應(yīng)商采購的金額仍高達(dá)169億元占比為233我們認(rèn)為此類企業(yè)受限或會(huì)束縛我國先進(jìn)芯片及超級(jí)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展Chiplet有望助力突破先進(jìn)制程及算力受限的困境。Ciplt又稱芯?;蛐⌒酒?,是硅片級(jí)別的“解構(gòu)-重構(gòu)-復(fù)用,它把傳統(tǒng)的SoC分解為多個(gè)芯粒模塊將這些芯粒分開制備后再通過互聯(lián)封裝形成一個(gè)完整芯片芯??梢圆捎貌煌に囘M(jìn)行分離制造,可以顯著降低成本,并實(shí)現(xiàn)一種新形式的IP復(fù)用。其為SoC集成發(fā)展到當(dāng)今時(shí)代,摩爾定律逐漸放緩情況下,持續(xù)提高集成度和芯片算力的重要途徑。相比傳統(tǒng)onolihi(單一整體芯片技術(shù)Chiplet技術(shù)能夠在降低成本的同時(shí)獲得更高的集成度。圖:SC與hpet對(duì)比資料來源:第六屆中國系統(tǒng)級(jí)封裝大會(huì),長(zhǎng)電科技,Chiplet具體方案包括同構(gòu)異構(gòu)異質(zhì)同構(gòu)即對(duì)相同制程和類型的芯片進(jìn)行連接擴(kuò)展,如4個(gè)7nm,單顆算力0個(gè)tops,4個(gè)堆為120tps。異構(gòu)堆疊是通過把大芯片分成面積更小的單元模塊,選擇最適合的半導(dǎo)體制程工藝,從而實(shí)現(xiàn)媲美乃至超越傳統(tǒng)SOC性能和各項(xiàng)表現(xiàn)。異質(zhì)主要指將不同材料的芯片集成為一體。圖:異構(gòu)集成和異質(zhì)集成資料來源:第六屆中國系統(tǒng)級(jí)封裝大會(huì),SCI摩爾定律放緩及國際形勢(shì)不確定加劇下,預(yù)期Ciplt能為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來三大突破,海內(nèi)外有望同步受益對(duì)我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)而言也是一次突破先進(jìn)制程和算力瓶頸的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇。同構(gòu)小芯粒集成方案提升良率,降低成本,結(jié)合ADen1架構(gòu)的應(yīng)用案例,增10面積良率提升降低了40的量產(chǎn)成本我們認(rèn)為在同等成本下同構(gòu)小芯粒集成案有望帶來性能的百分比增長(zhǎng)。同構(gòu)擴(kuò)展方案能夠大幅提高性能以應(yīng)對(duì)算力爆炸的時(shí)代需求,結(jié)合蘋果1lra將兩個(gè)1ax芯片連成一個(gè)芯片,芯片面積增加100,各項(xiàng)硬件指標(biāo)也實(shí)現(xiàn)了直接翻倍我們認(rèn)為同構(gòu)擴(kuò)展方案或可帶來性能的翻倍增長(zhǎng)。異構(gòu)集成方案對(duì)芯片進(jìn)行了“模塊化”的拆分,各個(gè)模塊采用其合適的制程,在降低設(shè)計(jì)成本和難度的同時(shí)大幅提升芯片性能同時(shí)Chipet能夠助力處理器的超異構(gòu)趨勢(shì),平衡處理器的性能和靈活性,帶來算力的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。圖:hpet帶來的三大突破示圖及與性能提升的關(guān)系資料來源:奇異摩爾公眾號(hào),電腦愛好者公眾號(hào),摩爾芯球,半導(dǎo)體行業(yè)觀察,良率成本突破:同構(gòu)小芯粒集成提升良率,降低成本良率方面:將單一芯片分割為多個(gè)面積較小的iplt,提升良率成本方面:提升良率,降低成本瓶頸芯片良率與芯片性能之間存在矛盾芯片良率提升遇瓶頸為了提升性能必須增加芯片中的晶體管數(shù)量,而若要提升良率則必須保證單一芯片面積不能太大。例如,150mm2芯片的良品率約為80,700mm2的設(shè)計(jì)芯片合格率會(huì)驟降至30。從工藝制造率的ose-Einsein模型良率1/(1+芯片面積缺陷密度其中n代表掩膜版層數(shù)相關(guān)系數(shù)。單芯片的面積越大,良率越低,對(duì)應(yīng)制造成本也越高。Chiplet突破案例:AMDZen1架構(gòu)增加面積,良率提升,降低了的量產(chǎn)成本。廠商將單一芯片分割為多個(gè)面積較小的Chplet再把多個(gè)相同的Chplet集成在一起來優(yōu)化性能。MD率先在其數(shù)據(jù)中心處理器Zen1中采用了該方案。AMD將Zen1分成四個(gè)獨(dú)立的模塊,并將它們重新拼接在一起。這種方式讓AMD在維持該處理器整體性能不變的基礎(chǔ)上,以10%面積的增加,降低了%的量產(chǎn)成本。圖:MDn1架構(gòu)四合一同方案提升良率資料來源:祺芯智能公眾號(hào),奇異摩爾公眾號(hào),AMD面積性能突破:同構(gòu)擴(kuò)展提高性能,應(yīng)對(duì)算力的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)面積方面:?jiǎn)涡酒黾桑娣e或可成倍提升不受約束。性能方面:面積提升,性能成倍增長(zhǎng)。瓶頸單個(gè)芯片面積有上限無法滿足各場(chǎng)景高算力需求通常來說由于光刻掩膜版尺寸限定在33mm*26mm,單個(gè)芯片的面積一般不超過80m2,當(dāng)前服務(wù)器CU和GU已逼近單個(gè)芯片面積上限。圖:服務(wù)器CU和GU芯片尺寸接近上限資料來源:芯東西公眾號(hào),人工智能自動(dòng)駕駛等場(chǎng)景帶來算力缺口互聯(lián)網(wǎng)普及下數(shù)據(jù)規(guī)模翻倍增長(zhǎng)未來算力缺口大。據(jù)IDC公司發(fā)布DatSpere和toragephere報(bào)告,220年全球產(chǎn)生了超過6ZB數(shù)據(jù)量到225年全球數(shù)據(jù)總量將增至17ZB較210年的全球的數(shù)據(jù)總量增加5倍所謂算力就是設(shè)備處理數(shù)據(jù)輸出結(jié)果的能力據(jù)奇異摩爾公眾號(hào)預(yù)測(cè)作為提供多樣化計(jì)算能力支撐的新型基礎(chǔ)設(shè)施,下一代數(shù)據(jù)中心在5年內(nèi)將面臨約1000的算力需求。圖:數(shù)據(jù)量爆炸式增長(zhǎng) 圖:算力增長(zhǎng)曲線資料來源:奇異摩爾公眾號(hào), 資料來源:奇異摩爾公眾號(hào),IntelArchitectureDay2020人工智能方面深度學(xué)習(xí)的出現(xiàn)帶動(dòng)機(jī)器學(xué)(L算力需求呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)0年之前其所需的算力增長(zhǎng)符合摩爾定律大約每0個(gè)月翻一番伴隨深度學(xué)習(xí)問世2010后每6個(gè)月翻一番2015年后大規(guī)模ML模型的出現(xiàn)訓(xùn)練算力的需求提高了0到100倍其中代表ChtGT的總算力消耗約為340F-days至少要-8個(gè)投資0億規(guī)模數(shù)據(jù)中心才能支撐運(yùn)行。此外據(jù)奇異摩爾公眾號(hào)預(yù)測(cè)代表第四次計(jì)算機(jī)浪潮的元宇宙將需要至少0的6次方倍于目前的算力,而元宇宙的終極理想形式,對(duì)算力資源的需求近乎無限。圖:機(jī)器學(xué)習(xí)大幅提升算力需求資料來源:JaimeSevilla《COMPUTETRENDSACROSSTHREEERASOFMACHINELEARNING》,自動(dòng)駕駛方面現(xiàn)階段大多單芯片算力仍小于OPS相對(duì)L3級(jí)別1OPS以上的算力需求缺口大。L0L5六個(gè)自動(dòng)駕駛級(jí)別每一分級(jí)都比上一級(jí)有更高的算力要求,L2別大致需要10TOPS計(jì)算能力,L3需要100TOPS以上的算力,L3+的算力級(jí)別需要1000TOPS以上,到2030年L4自動(dòng)駕駛汽車的單車算力將達(dá)到5000TOPS,而現(xiàn)階段很多單顆芯片算力仍小于10TPS算力缺口大此外自動(dòng)駕駛催生端云協(xié)同的計(jì)算需求,據(jù)華為《智能世界2030》預(yù)測(cè),未來單個(gè)車廠的云端至少需要10EFLPS以上的算力。圖:自動(dòng)駕駛算力需求增長(zhǎng)資料來源:佐思汽車研究公眾號(hào),Ciplt突破案例蘋果M1lra兩個(gè)M1Mx芯片被連成一個(gè)芯片芯片面積增加,各項(xiàng)硬件指標(biāo)也實(shí)現(xiàn)了直接翻倍芯片面積越大意味著晶體管數(shù)量越多也代表著性能和功能越強(qiáng),通過多個(gè)芯片的片間集成,可以在封裝層面突破單芯片上限,進(jìn)一步提高集成度。蘋果推出1ax芯片時(shí),市場(chǎng)普遍以為這已達(dá)到了M1系列芯片的封頂之作,面積高達(dá)432mm2隨著1ltra的推出兩個(gè)1ax芯片被連成一個(gè)芯片芯片面積增加到200各項(xiàng)硬件指標(biāo)也實(shí)現(xiàn)了直接翻倍和最初的pple1處理器相比pple1Pro1ax1lra同樣5nm制程工藝但芯片面積卻分別提升了2倍8倍晶體管數(shù)量也達(dá)到了337億、570億和1140億,在消費(fèi)級(jí)處理器領(lǐng)域處高水平。圖1:蘋果M-1Ua芯片面積資料來源:電腦愛好者公眾號(hào),2顆AppleM1Mx芯片之間通過蘋果創(chuàng)新定制的多晶粒架構(gòu)“連在一起,官方將這種連接架構(gòu)命名“l(fā)rFIOn該架構(gòu)擁有1萬多個(gè)信號(hào)點(diǎn)芯片相互之間的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)2Ts,延遲和功耗都非常低。1顆pple1ax的晶體管數(shù)量就是570億,由2顆1ax縫合而來的1lra晶體管數(shù)量也首次突破千億大關(guān),達(dá)到了1140億,整顆芯片上的統(tǒng)一內(nèi)存最高可以達(dá)到128GB,內(nèi)存帶寬也進(jìn)一步提升至800Gs。表:蘋果M-1la芯片能型號(hào)晶體管數(shù)C統(tǒng)一內(nèi)存內(nèi)存寬帶Apple110億4+47或816GB68GBSApple1o37億6+2或8+214或1632GB20GBSple1ax50億8+224或3264GB40GBSple1Ul110億16+448或6412GB80GBS資料來源:電腦愛好者公眾號(hào),Ciplt突破案例在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域特斯拉利用同構(gòu)擴(kuò)展將其AI專用訓(xùn)練平臺(tái)Dojo的性能推向了極致。Doo特斯拉針對(duì)自身自動(dòng)駕駛AI訓(xùn)練場(chǎng)景所設(shè)計(jì)的AI專用訓(xùn)練平臺(tái),其技術(shù)核心芯片就是特斯拉自研神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練芯片“1。每個(gè)1芯片以7nm工藝制造包含500億個(gè)晶體管面積645mm2而每個(gè)Dojo則將25個(gè)D1訓(xùn)練模塊和40個(gè)專用IO集成在一起從而實(shí)現(xiàn)超大算力支持Dojo是目前全球最快的AI訓(xùn)練計(jì)算機(jī)。相比業(yè)內(nèi)其他芯片,同成本下性能提升4倍,同能耗下性能提高13倍,占用空間節(jié)省倍。圖1:特斯拉oo核心芯片資料來源:佐思汽車研究公眾號(hào),奇異摩爾公眾號(hào),設(shè)計(jì)制程突破:模塊化拆分優(yōu)化設(shè)計(jì),超異構(gòu)打開想象空間設(shè)計(jì)方面:P復(fù)用提升設(shè)計(jì)效率,節(jié)省設(shè)計(jì)階段的研發(fā)投入制程方面:突破摩爾定律放緩的局限,特別是對(duì)于我國來說,可以緩解先進(jìn)制程被限制的壓力超異構(gòu)方面助力提供異構(gòu)混合相互協(xié)同的處理器解決方案平衡性能和靈活性。瓶頸:先進(jìn)制程芯片設(shè)計(jì)成本高昂,單位面積成本在6m后陡增,且摩爾定律不斷放緩。根據(jù)奇異摩爾,隨著制程從28nm制程演變到5nm,研發(fā)投入也從5130萬美元?jiǎng)≡鲋?2億美元2nm的開發(fā)費(fèi)用接近20億美元先進(jìn)制程已然成了全球巨頭的燒錢競(jìng)賽。根據(jù)EETOP公眾號(hào),在7nm節(jié)點(diǎn),設(shè)計(jì)一款芯片的費(fèi)用高達(dá)3億美元。且伴隨摩爾定律不斷放緩,晶體管同時(shí)逼近物理極限、成本極限。圖1:先進(jìn)制程芯片的單位面積本增(億美元) 圖1:摩爾定律不斷放緩資料來源:車東西公眾號(hào),AMD 資料來源:車東西公眾號(hào),AMD芯片制程并非“越先進(jìn)越好。在一顆SoC中,邏輯計(jì)算單元(CP/GPU)通常依賴于先進(jìn)制程來提升性能而其他的部(SRAMIO接口模擬或數(shù)?;旌显葘?duì)于制程工藝的要求并不高把這些對(duì)制程要求不同的模塊用同樣的先進(jìn)制程一體化制造會(huì)帶來浪費(fèi)。各類主要芯片制程要求如下:邏輯芯片——m節(jié)點(diǎn)制作工藝復(fù)雜如CPGPUAIC受益于先進(jìn)制程技術(shù)的進(jìn)步,邏輯芯片依然沿著摩爾定律向前演進(jìn),當(dāng)前臺(tái)積電3nm已量產(chǎn)。存儲(chǔ)芯片——m節(jié)點(diǎn):與邏輯芯片相比,內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,主要分為DRAM、NNDFlsh、NRlash三類。以DRAM為例,當(dāng)制程到了1816nm以下,繼續(xù)縮減尺寸已不再具備成本和性能方面的優(yōu)勢(shì)。模擬芯片——-m節(jié)點(diǎn):參與感知信息處理的芯片就是模擬芯片,無法感知但客觀存在的模擬信號(hào)處理芯片,比如微波電信號(hào)處理芯片等也屬于模擬范疇模擬芯片不受制于摩爾定律和高端制程強(qiáng)調(diào)高信噪比、低失真、低耗電高可靠性和穩(wěn)定性業(yè)界普遍認(rèn)為28n5nm為其性能最優(yōu)節(jié)點(diǎn)制程的縮小反而可能導(dǎo)致模擬電路性能的降低;而被廣泛地應(yīng)用在IoT領(lǐng)域的傳感器和光電器件則因?yàn)楣に嚥煌瑹o法集成到CMS中。Ciplt突破案例:AMD的EPC處理器為Z2架構(gòu),是典型的異構(gòu)集成的案例。在第一代EPYC中,處理器由4個(gè)14nm工藝的小芯片組合而成。第二代EPYC為en2架構(gòu),處理器由4組共八個(gè)7nm小芯片和一個(gè)14nm的IO芯片組合而成8組CPU核心1組IO核心堆出了64核處理器。圖1:1到en2異構(gòu)集成”計(jì)變化資料來源:大半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng),SEMI公眾號(hào),銳杰微科技集團(tuán)總裁劉海川,Ciplet異構(gòu)下m工藝+O分離大幅降低核心面積加倍緩存降低延時(shí)從D公開的數(shù)據(jù)來看7nm工藝帶來了明顯的計(jì)算效率包括2倍的晶體管密度功耗降低50(性能下,性能提升了25(同功耗下。在en2架構(gòu)中,一個(gè)Chiplet芯片的總面積74mm,其中CC6MBL3緩存的核心面積僅31mm,同比減少了47,一方面是為7nm工藝的密度優(yōu)勢(shì),一方面也與en2的CCX有CPU核心減少了IO單元有關(guān)。這里也可以解釋為了降低延遲AMD為什么敢于大幅加倍L3緩存的原因了,每個(gè)CCX倍到16BL3緩存后CCX核心面積依然減少一半左右。此外芯片配置也非常靈活,IODim工藝降低成本。提升CPU核心數(shù)量就堆CPU模塊即可因此銳龍?zhí)幚砥骺梢詮?核16線程輕松變成16核32線程此外AMD這樣做也需要生產(chǎn)小核心,提高了良率,降低了成本,而且I/O核心使用的還是更成熟的12nm工藝,進(jìn)一步削減了成本。Ciplt突破案例:英特爾使用其FoosD堆疊技術(shù)發(fā)布了PoecioGPU助力Arora超級(jí)計(jì)算機(jī)uroa超級(jí)計(jì)算機(jī)旨在成為美國首批突破exalop障礙的高性能計(jì)算機(jī)之一。Poneecchio是一個(gè)結(jié)合了多個(gè)計(jì)算、緩存、網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)存硅片的封裝。Poecio由多達(dá)7個(gè)Cipl(方格ile)通過橫、縱向封裝與其他模塊(Til)連接構(gòu)成,集成超過0億個(gè)晶體管,是特斯拉1的2倍。47個(gè)小晶粒分別是16個(gè)eHPC(又叫CopueTes計(jì)算核)內(nèi)核、8個(gè)Rabo、2個(gè)ease、11個(gè)EI、2個(gè)eLink8個(gè)H2這47個(gè)小晶粒分別來自臺(tái)積電三星和英特爾三個(gè)廠家Copue來自臺(tái)積電,采用臺(tái)積電5納米工藝。封裝中的每塊ile都是使用不同的工藝技術(shù)制成。Co-EIB芯片將高帶寬內(nèi)存和eLinkIO小芯片橫向連接到“基礎(chǔ)芯片,其他芯片采用其Foveros3D堆疊技術(shù),在兩個(gè)芯片之間建立了密集的芯片到芯片的垂直連接陣列。圖1:英特爾超算芯片oeeho結(jié)構(gòu)資料來源:佐思汽車研究院公眾號(hào),Ciplt助力超異構(gòu)應(yīng)用:?jiǎn)我坏奶幚砥鳠o法兼顧性能和靈活性是行業(yè)痛點(diǎn)。CU通用靈活性是最好的,但是如果CPU性能不足,就需要運(yùn)行各種加速。而當(dāng)前很多芯片的優(yōu)化方案,特別是AI芯片等速芯片的優(yōu)化方案損失了靈活性,是目前行業(yè)的痛點(diǎn)之所在。Ciplt助力提供異構(gòu)混合、相互協(xié)同的解決方案,帶來算力指數(shù)級(jí)提升,使得Cipl的價(jià)值得到更加充分的發(fā)揮。2019年,英特爾提出超異構(gòu)計(jì)算相關(guān)概念:PU是架構(gòu)組合包括CPGPUFPGA和其他加速(即圖中第四階段超異構(gòu)計(jì)算在傳統(tǒng)的異構(gòu)計(jì)算基礎(chǔ)上,通過更強(qiáng)大的模塊化Chiplet能力,封裝互連能力和軟件能力,將越來越復(fù)雜的系統(tǒng)整合成了宏系統(tǒng)芯片SC(acro-SsemnChip圖1:處理器異構(gòu)集成發(fā)展資料來源:硬核芯時(shí)代公眾號(hào),基于超異構(gòu)計(jì)算的架構(gòu)創(chuàng)新正在成為芯片巨頭們的未來驅(qū)動(dòng)力通過一連串的收購和自行為全球三大處理器頭部廠商都在向CPU+GPUFPGNPU的方向靠攏構(gòu)建超異構(gòu)計(jì)算體系NIDIA擬收購rm其目的在于增強(qiáng)其服務(wù)器CPU能力雖然最終未能收購成功,NIDIA仍獲得了未來10年m開發(fā)授權(quán)。AMD對(duì)賽靈思的收購,也釋放出強(qiáng)化異構(gòu)計(jì)算布局的信號(hào),成功彌補(bǔ)了FPGA短板。同時(shí),賽靈思在異構(gòu)計(jì)算上也有所積累,已推出ersalCP異構(gòu)計(jì)算平臺(tái),以縮短車載多傳感器同步和融合所帶來的系統(tǒng)整體響時(shí)間。地緣政治影響下,t加持中國自主產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建站在中國的視角看美國政府對(duì)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)打壓已久先進(jìn)制程突破及算力問題亟待解決Ciplt在一定程度上拉近了與國際先進(jìn)廠商的起跑線中國有機(jī)會(huì)突破限制問題,實(shí)現(xiàn)彎道超車019年以來對(duì)華為打壓開始本土芯片企業(yè)在芯片制程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)持續(xù)受限,迫使我國本土芯片國產(chǎn)化進(jìn)入加速期。表:美國政府對(duì)我國半導(dǎo)體產(chǎn)制裁已久時(shí)間 事件對(duì)華為壓209年5月5日商務(wù)部宣布華為加入實(shí)體名單200年5月5日限制華為使用美國技術(shù)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的產(chǎn)品200年8月7日進(jìn)一步限制華為獲取美國技術(shù)中芯國制造14m及以下芯受阻200年2月1日中芯國際被列入實(shí)體名單,限制獲取美國技術(shù)202年7月1日路透社援引五位知情人士的報(bào)道稱,美國商務(wù)部正在研究禁止向中國公司出口芯片制造工具的可能性即使用14m造節(jié)點(diǎn)和其他制造節(jié)點(diǎn)制造邏輯芯片目前中國唯一一家用其14m制造工藝生產(chǎn)芯的公司是中芯國際該公司在09年底實(shí)現(xiàn)了4m級(jí)芯片的量產(chǎn)。打壓中半導(dǎo)體造行業(yè)202年8月9日國會(huì)通《202年芯片與科法案計(jì)劃未來五年提供合計(jì)57億美元的政府補(bǔ)貼且禁止獲得補(bǔ)貼的企業(yè)10年內(nèi)在國或其他相關(guān)國家進(jìn)行實(shí)質(zhì)性擴(kuò)張限制與第四代半導(dǎo)體材料出口202年8月2日對(duì)四項(xiàng)“新興和基礎(chǔ)技術(shù)”納入新的出口管制。包括兩項(xiàng)被稱做“第四代半導(dǎo)體材料”氧化和金剛石開發(fā)GAAFT(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)結(jié)構(gòu)果成電路必需的EAD(電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))軟件。斷供高性能GU202年8月1日美國限制對(duì)中國出口高性能G,后發(fā)布授權(quán)至223年9月1日。進(jìn)一步深對(duì)先計(jì)算和導(dǎo)體制相關(guān)的華出口制202年0月7日進(jìn)一步限制與先進(jìn)計(jì)算和半導(dǎo)體制造相關(guān)的對(duì)華出口管制在商業(yè)管制清單(CC)中增某些半導(dǎo)體制造設(shè)備和相關(guān)項(xiàng)目。針對(duì)半導(dǎo)體制造,特別指明了三類技術(shù):(1)614或非平面品體管(指FFET或GAA或更先進(jìn)的品體管架構(gòu))的邏輯芯片(218層或以上的AD存儲(chǔ)器、(3)8m半節(jié)距或以下的DAM存儲(chǔ)器。對(duì)超算域及相實(shí)體的制203年3月2日BIS將浪潮集團(tuán)龍芯中科第四范式盛科通信等29家中實(shí)體列入實(shí)體清(刪去被其中浪潮龍芯同時(shí)被列入腳注4實(shí)(即涉及先進(jìn)計(jì)算芯片與超級(jí)計(jì)算機(jī)的實(shí)體將限制其獲取18類軟件和技術(shù)資料來源:美國商務(wù)部工業(yè)和安全局(S)新聞發(fā)布中心,上海市集成電路行業(yè)協(xié)會(huì)公眾號(hào),機(jī)器之心公眾號(hào),云頭條公眾號(hào),觀察者網(wǎng)公眾號(hào),首先,由于Ciplt獨(dú)特的開發(fā)模式使得芯片創(chuàng)新的“卡點(diǎn)”從工藝轉(zhuǎn)到系統(tǒng)集成,因而能夠發(fā)揮中國在應(yīng)用創(chuàng)新的優(yōu)勢(shì)為光刻機(jī)受制于人帶來緩沖期中國計(jì)算機(jī)互連技術(shù)聯(lián)CCITA秘書長(zhǎng)在接受采訪時(shí)曾表示中國可以使用成熟的28納米節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)的芯片并將小芯片封裝成性能和功能更強(qiáng)大的芯片與先進(jìn)的16納米甚至7納米產(chǎn)品相當(dāng)。另外,Ciplt在制造環(huán)節(jié)的核心是“先進(jìn)封裝”技術(shù),國內(nèi)Ciplt封裝產(chǎn)業(yè)技術(shù)積累深厚有望與掌握先進(jìn)制程國家同步受益甚至實(shí)現(xiàn)換道超車中國擁有在封裝環(huán)節(jié)的行業(yè)龍頭代表企業(yè)如長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技等均已實(shí)現(xiàn)Chiplet量產(chǎn),能夠引領(lǐng)帶動(dòng)國內(nèi)Chiplet的發(fā)展根據(jù)ibank數(shù)據(jù)2021年全球營(yíng)收前十大封測(cè)廠商排名中長(zhǎng)電科技、通富微電和華天科技三家中國大陸企業(yè)在榜。產(chǎn)業(yè)革新:設(shè)計(jì)先進(jìn)封裝實(shí)現(xiàn)高速互聯(lián),產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值迎來構(gòu)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié):t革新半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生態(tài)從產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)來看,Cilt革新半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生態(tài),芯片設(shè)計(jì)和封裝或處于鏈條中心環(huán)節(jié),Omdia預(yù)估35年全球市場(chǎng)規(guī)模達(dá)0億美元。hilet發(fā)展涉及到整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈,是一場(chǎng)生態(tài)變革,會(huì)影響到從EDA廠商、晶圓制造和封裝公司、芯粒供應(yīng)商Chiplet產(chǎn)品及系統(tǒng)設(shè)計(jì)公司到Fabless設(shè)計(jì)廠商的各個(gè)環(huán)節(jié)的參與者在分工上,當(dāng)前由于產(chǎn)業(yè)規(guī)模尚未起量企業(yè)邊界較為模糊大多數(shù)會(huì)跨越多個(gè)環(huán)節(jié)例如國內(nèi)的奇異摩爾北極雄芯奎芯科技在提供芯粒方案同時(shí)也涉及芯片設(shè)計(jì)服務(wù)據(jù)mia報(bào)告,2024年Chplet的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到58億美元2035年則會(huì)超過570億美元Chipet的全球市場(chǎng)規(guī)模將迎來快速增長(zhǎng)。從產(chǎn)業(yè)鏈整體分工來看發(fā)展初期企業(yè)邊界較為模糊Ciplt的平臺(tái)是競(jìng)相布局的焦點(diǎn)。例如上文提到的一些企業(yè)既提供芯粒方案也涉及芯片設(shè)計(jì)服務(wù),而Chiplet芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的芯粒主要是自己提供,如AM、華為、芯原微等;Chiplet的平臺(tái)是競(jìng)相布局的焦點(diǎn),不論是芯片設(shè)計(jì)服務(wù)企(如奇異摩爾封裝企(如長(zhǎng)電日月光等還是EDA工(如概倫電子、華大九天等企業(yè)都有所涉及,在為自身研發(fā)服務(wù)的同時(shí)未來有機(jī)會(huì)為行業(yè)通用平臺(tái)。圖1:Chpet產(chǎn)業(yè)鏈資料來源:力合產(chǎn)研公眾號(hào)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié):產(chǎn)品良率提升開發(fā)成本降低先進(jìn)制程要求降低Chplet降低了對(duì)先進(jìn)制程的需求,能夠降低大規(guī)模芯片設(shè)計(jì)的門檻,同時(shí)降低制造成本,提升芯片良率。EDA環(huán)節(jié):新EDA平臺(tái)訴求促進(jìn)價(jià)值提升。EA企業(yè)方面,直接套用原來的EDA工具很難發(fā)揮出Chiplet真正優(yōu)勢(shì)。Chiplet需要一個(gè)新的EDA平臺(tái),在架構(gòu)、物理實(shí)現(xiàn)、分析及驗(yàn)證等方面都要適應(yīng)Chipet的需求,從“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”到“簽核”做出重構(gòu)。P環(huán)節(jié):P供應(yīng)商在產(chǎn)業(yè)鏈中的重要性上升,要其提供高速互聯(lián)IP,幫助設(shè)計(jì)廠商加快產(chǎn)品迭代速度。制造環(huán)節(jié)良率提升成本降低小芯片和硅轉(zhuǎn)接(ilionirpor的使用增加帶來價(jià)值增量。工藝迭代方面,Chiplet迭代周期遠(yuǎn)低于SIC,可提升晶圓廠的產(chǎn)線利用率。工藝制程方面,Chiplet可以降低對(duì)先進(jìn)工藝制程的依賴,實(shí)現(xiàn)與先進(jìn)工藝相接近的性能。大幅提高芯片的良率提升晶圓面積利用率,進(jìn)一步降低制造成本。先進(jìn)封裝使用的硅轉(zhuǎn)接板為晶圓廠制造,故會(huì)帶來價(jià)值量的提升。封測(cè)環(huán)節(jié)先進(jìn)封裝驅(qū)動(dòng)下封測(cè)環(huán)節(jié)價(jià)值量顯著提升Chilet核心在于高速互聯(lián),對(duì)封裝工藝提出更高要求特別是專注于提升封裝體的復(fù)雜度和集成度的先進(jìn)封裝從同構(gòu)小芯粒集成到同構(gòu)擴(kuò)展再到異構(gòu)集成SoC分解為芯粒使得封裝難度陡增互聯(lián)封裝需要保障芯粒連接工藝的可靠性普適性實(shí)現(xiàn)芯粒間數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇髱挼脱舆t根據(jù)先進(jìn)封裝市場(chǎng)預(yù)計(jì)2019-2025年復(fù)合年增長(zhǎng)率為62025年將達(dá)到420億美元其中23D堆疊ICED和FO是增長(zhǎng)最快的技術(shù)平臺(tái)復(fù)合年增長(zhǎng)率分別為2118和16。測(cè)試環(huán)節(jié)方面,小芯片數(shù)量增多,并行Die-o-Die接口基本上都包含了大量的(上千個(gè))IO引腳來驅(qū)動(dòng)跨Chiplet的單端信號(hào)測(cè)試中需要使用邊界掃描(oundaryScan測(cè)試才能確保多個(gè)裸芯互聯(lián)的可靠性,Chiplet或提升測(cè)試難度及測(cè)試工作量。封裝測(cè)試設(shè)備環(huán)節(jié)方面,伴隨下游芯片封測(cè)數(shù)量、價(jià)值量提升,有望迎來需求起量。材料環(huán)節(jié)Ciplt的應(yīng)用會(huì)增加封裝載板的用量用于高端產(chǎn)品的載板層數(shù)多面積大,線路密度高,通孔小,將推動(dòng)以F作為積層絕緣介質(zhì)材料的F載板用量。從技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度看Ciplt本質(zhì)上是一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法論通過設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)優(yōu)化集成、通過先進(jìn)封裝實(shí)現(xiàn)物理連接。據(jù)甲子光年報(bào)道,一位Chiplet領(lǐng)域的投資人透露,Chipet的發(fā)展30靠設(shè)計(jì)方法的改變70依靠封裝技術(shù)的進(jìn)步廠商利用先進(jìn)封裝互聯(lián)設(shè)計(jì)Chipet芯粒進(jìn)行片間和片上互聯(lián)優(yōu)化集成來為芯片設(shè)計(jì)提供價(jià)值因此互聯(lián)設(shè)計(jì)和先進(jìn)封裝是其中兩個(gè)重要的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式。以下從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和封測(cè)環(huán)節(jié)分別介紹:設(shè)計(jì)環(huán)節(jié):高速互聯(lián)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各模塊“t化”設(shè)計(jì)公司需要“模塊化思路設(shè)計(jì)產(chǎn)品并將產(chǎn)品各?!癈iplt化在一顆以Chiplet為概念設(shè)計(jì)的大芯片里,有運(yùn)算和CPU相關(guān)的芯片,還有很多非核心運(yùn)算相關(guān)的模塊。非核心運(yùn)算相關(guān)的模塊方面,模擬、通信,接口類,這類模塊不需要采用最先進(jìn)的制程,需要將其放在非先進(jìn)制程的baseieIODie里,baseieIODie需要高速互聯(lián)IP,并把這些模塊集合成一顆整個(gè)大的芯片。核心運(yùn)算相關(guān)的模塊如CP競(jìng)爭(zhēng)力表現(xiàn)為其整體的核數(shù)線程數(shù)片上緩存整體跑數(shù)的提升同時(shí)還獲得了整個(gè)產(chǎn)品量產(chǎn)和開發(fā)成本大幅降低采用Chiplet架構(gòu)設(shè)計(jì)CP,可以直接獲得產(chǎn)品本身的良率、開發(fā)成本、集成度和整體性能的提升。以AMDZEN2架構(gòu)的IO互聯(lián)和PU設(shè)計(jì)為例:核心運(yùn)算相關(guān)模塊方面(m,en2架構(gòu)將內(nèi)存I/O主控分離節(jié)約面積,L3緩存翻倍,7nm制程密度優(yōu)勢(shì)顯著每個(gè)CCX單元的L3緩存容量從之前的8MB提升到了16B延遲敏感的應(yīng)用就可以更多地依賴L3緩存而內(nèi)存,MD稱此舉使得等效內(nèi)存延遲減少了33ns游戲性能提升了21IniniyFabrc總(簡(jiǎn)稱IF連接en架構(gòu)中的CCX模塊,實(shí)現(xiàn)DieoDie的互聯(lián)。其他非核心模塊方(mAMD改進(jìn)IniniyFabrc總線用于鏈接不同的CPI/O核心模塊。在銳龍3000處理器上,IF總線進(jìn)化到了第二代,在并行、延遲及能效上全面改進(jìn),總線位寬從256b升級(jí)到了512b以便支持PCIe40,同時(shí)將Fclk與clk頻率去耦合解鎖以提高內(nèi)存超頻性能并采取多種方式降低內(nèi)存延遲提高緩存速度以減少延遲帶來的影響。圖1:MDen2架構(gòu)中I/Oe與eoe的互聯(lián)方案及片上存性能的提升資料來源:車東西公眾號(hào)

封裝環(huán)節(jié)國內(nèi)廠商布局加速有望受益價(jià)值量提升周期復(fù)蘇雙邏輯從2D封裝到DCiplt:先進(jìn)封裝價(jià)值量不斷提升封裝演進(jìn)的本質(zhì)是在成本可控的情況下盡可能提升互聯(lián)的密度與速度從D封裝到Ciplt、DCiplt,封裝環(huán)節(jié)價(jià)值量重要性不斷提升。Ciplt從橫向集成發(fā)展到縱向堆疊D封裝不再能滿足高性能需求Ciplet先在平面維度對(duì)芯粒進(jìn)行集成,隨著市場(chǎng)越來越多元化人工智能大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等應(yīng)用相繼興起都希望有更高的運(yùn)算速率更高的帶寬更小體積2D封裝如SiP(SvseminPacage)和So(Sysemonoard),由于是普通封裝和板級(jí)的工藝,布線密度受限,導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品帶寬受限尺寸偏大芯片在2D層面的微縮已不能滿足性能提升訴求2DChiple3DChipet才是未來提升系統(tǒng)效能、縮小芯片面積、整合不同功能的發(fā)展趨勢(shì)。()DCiplt:irpoer及TSV等提升封裝價(jià)值量DCiplt的核心是多芯片芯粒通過高密度的介質(zhì)互聯(lián)集成按照互聯(lián)方式不同主要有CoWoSEMIB等在2D封裝中芯片并排放置在中介層(inerposer)頂部通過芯片的微凸塊(uup)和中介層中的布線實(shí)現(xiàn)互連。中介層通過硅通孔(TSV實(shí)現(xiàn)上下層的互連,再通過錫球(C4焊接至傳統(tǒng)2D的封裝基板上。中介層、硅通孔在實(shí)現(xiàn)DCiplt中扮演著關(guān)鍵角色,助力封裝價(jià)值量提升。)中介層是一種由硅和有機(jī)材料制成的硅基板是先進(jìn)封裝中多芯片模塊傳遞電信號(hào)的管道可以實(shí)現(xiàn)芯片間的互連也可以實(shí)現(xiàn)與封裝基板的互連充當(dāng)多顆裸片和電路板之間的橋梁硅通孔是2D封裝解決方案的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)是在晶圓中填充以銅提供貫通硅晶圓裸片的垂直互連,用最短路徑將硅片一側(cè)和另一側(cè)進(jìn)行電氣連通。圖1:中介層和中介層通孔資料來源:艾邦半導(dǎo)體網(wǎng)公眾號(hào)()DCiplt:TSV工藝難度高,性能大幅提升在處理器領(lǐng)域率先應(yīng)用相較于DCiplt,Diplt直接將芯片堆疊,涉及硅通孔工藝難度高,在處理器和存儲(chǔ)方案中有較多應(yīng)用。與2DChiplet技術(shù)主要區(qū)別在于,2DChiplet是在中介層Inerposer上進(jìn)行布線和打孔,而3DChiplet是直接在芯片上打孔和布線,通過TSV技術(shù)電氣連接上下層芯片挑戰(zhàn)在于要在芯片內(nèi)直接制作硅穿孔困難度極高但由于高效能運(yùn)算人工智能等應(yīng)用興起疊加TSV技術(shù)愈來愈成熟可以看到越來越多的CPGPU和記憶體開始采用3DChiplet。主流的DCiplt技術(shù)包括CoW和WoW等大幅提升芯片性能能耗比及良率WoW(WaeronWaer)技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式為將多個(gè)芯片堆疊起來,從以往的2DChiplet在晶圓上水平放置模塊的方式,改為垂直放置兩個(gè)或以上的模塊。通過WoW技術(shù),可以把更的模塊放到相同面積的晶圓中并能使每個(gè)芯片以極高的速度和極低的延遲通信從而實(shí)現(xiàn)芯片性能和能耗比的全面提升Co(ChiponWaer技術(shù)是一種在硅晶圓上堆疊Chipet的技術(shù)它將多個(gè)Chiplet通過封裝制程連接至硅晶圓采用CoW設(shè)計(jì)的芯片生產(chǎn)上會(huì)更加的成熟,良率也會(huì)得到大幅提升。圖2:3D封裝示意圖資料來源:旺財(cái)芯片公眾號(hào),國內(nèi)頭部廠商:實(shí)現(xiàn)Ciplt產(chǎn)品量產(chǎn),掌握核心工藝產(chǎn)業(yè)分工角度看晶圓廠與封裝廠工藝各有優(yōu)勢(shì)供應(yīng)鏈分工角度考慮封裝廠業(yè)務(wù)份額望提升。2DChplet和3DChplet中涉及到的許多技術(shù)是前段工藝的延續(xù),而晶圓廠在前段環(huán)節(jié)是有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的比如硅轉(zhuǎn)接板封裝的制造而后道封裝廠商的優(yōu)勢(shì)在于異質(zhì)構(gòu)的集成(即互聯(lián)部分,同時(shí)也在2D和3D后道封裝領(lǐng)域有較高的經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)壁壘,當(dāng)前長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技三家企業(yè)均已實(shí)現(xiàn)Chiplet產(chǎn)品量產(chǎn)。另外,根據(jù)長(zhǎng)電科技技術(shù)市場(chǎng)副總裁包旭升采訪從供應(yīng)鏈角度考慮大多客戶更期待專業(yè)化的工,希望晶圓廠專注做好芯片,封裝單獨(dú)由其他廠商來做。當(dāng)前國內(nèi)長(zhǎng)電科技通富微電和華天科技三家國內(nèi)頭部封測(cè)廠商均具備iplt量產(chǎn)能力,長(zhǎng)電科技在TSV-less、RDL等技術(shù)方面有所布局,通富微電推出融合了25D、3D、CM-Chilet等技術(shù)的先進(jìn)封裝平臺(tái)——ISionS,華天科技推出由TSV、eSiFo、3DSP構(gòu)成的最新先進(jìn)封裝技術(shù)平臺(tái)——3DMatrix,預(yù)期未來將受益于封裝價(jià)值量的提升。長(zhǎng)電科技推出的面向Ciplt小芯片的高密度多維異構(gòu)集成技術(shù)平臺(tái)DFO?可實(shí)現(xiàn)TS-ls技術(shù),達(dá)到性能和成本的雙重優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)是一種以2DTSV-less為基本技術(shù)平臺(tái)的封裝技術(shù)在線寬線距可達(dá)到2um2um的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)多層布線層22和3D多種異構(gòu)封裝相比2DTSV封裝具有有效成本低架構(gòu)設(shè)計(jì)靈活性能好與可靠性高的特點(diǎn),可為Chiplt及異構(gòu)封裝提供解決方案。此外,長(zhǎng)電科技還推出了無硅通孔扇出型晶圓級(jí)高密度封裝技術(shù)使用SacedIA替代TSV可實(shí)現(xiàn)多層RDL再布線層,22μm線寬間距,40μm級(jí)窄凸塊互聯(lián),多層芯片疊加,集成高帶寬存儲(chǔ),集成無源元件等技術(shù),未來,它還可以實(shí)現(xiàn)11μm高密度的線寬間距以及20μm極窄凸塊互聯(lián)。圖2:長(zhǎng)電科技XFI技術(shù)資料來源:長(zhǎng)電科技公眾號(hào),通富微電與華天科技分別推出針對(duì)先進(jìn)封裝的技術(shù)平臺(tái),為先進(jìn)封裝提供新的解決方案。通富微電在高性能計(jì)算領(lǐng)域建成了國內(nèi)頂級(jí)25D3D封裝平臺(tái)(VISionS)并且完成高層數(shù)再布線技術(shù)開發(fā)同時(shí)可以為客戶提供晶圓級(jí)和基板級(jí)Chipet封測(cè)解決方案華天科技推出由TSV、eSiFo、3DSiP構(gòu)成的最新先進(jìn)封裝技術(shù)平臺(tái)——3Darix。其中TSV技術(shù)主要應(yīng)用于影像傳感器的封裝主要結(jié)構(gòu)為MVPVPPlus和直孔的工藝目前主推直孔工藝3DSi(eSinC基于eSiFO結(jié)合TSV技術(shù)該技術(shù)在硅基板上刻蝕形成凹槽將不同芯片或元器件放入凹槽中通過高密度RDL將芯片互連形成扇出的IO后制作viaastTSV的方式實(shí)現(xiàn)垂直互連,可以將不同功能、不同種類和不同尺寸的器件實(shí)現(xiàn)3D方向高密度集成。圖2:通富微電VSonS平臺(tái) 圖2:華天科技3DMrx平臺(tái) 資料來源:未來半導(dǎo)體公眾號(hào), 資料來源:未來半導(dǎo)體公眾號(hào),封測(cè)板塊估值處歷史相對(duì)低位,下行預(yù)期或已被市場(chǎng)消化,Ciplt推動(dòng)下封測(cè)行業(yè)估值體系或迎來重構(gòu)。復(fù)盤封測(cè)板塊歷史估值,當(dāng)前PE處于歷史相對(duì)低位,低于15水位線周期底部有望復(fù)蘇此外Chipet對(duì)高速互聯(lián)的核心需求對(duì)封測(cè)行業(yè)推動(dòng)作用是具有顛覆性的,不僅僅是技術(shù)的迭代,更是產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值的重塑和估值體系的重構(gòu)。圖2:封測(cè)板塊估值處歷史相對(duì)資料來源:Wnd應(yīng)用場(chǎng)景:高性能計(jì)算(H)為主戰(zhàn)場(chǎng)高性能計(jì)(PC通過聚合計(jì)算能力提供強(qiáng)大的計(jì)算性能目的是以極高速度處理大量負(fù)載數(shù)據(jù),如支持CtPT的應(yīng)用等。高性能計(jì)算能夠通過聚合結(jié)構(gòu),使用多臺(tái)計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備以極高速度處理大量數(shù)據(jù)有一些負(fù)(例如DNA測(cè)序?qū)τ谌魏我慌_(tái)計(jì)算機(jī)來說都過于龐大。如ChaGPT是大數(shù)據(jù)+大模型+大算力的產(chǎn)物,每一代GPT模型的參數(shù)量高速增長(zhǎng),根據(jù)人工智能學(xué)家公眾號(hào)數(shù)據(jù),2019年2月發(fā)布的GPT-2參數(shù)量為15億2020年5月發(fā)布的ChaGPT的前身GPT-3其參數(shù)量達(dá)到了1750(預(yù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)量達(dá)45T,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于GPT2的40GB。算力需求方面,訓(xùn)練ChaGPT所耗費(fèi)的算力大概是3640PeaFLPserday即用每秒能夠運(yùn)算一千萬億次的算力對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練需要3640天完成隨著科技巨頭類ChaGPT項(xiàng)目入局整體在算力提升數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)傳輸端需求迭起。Ciplt滿足PC的定制硬件需求,助力C芯片算力性能的提升。Ciplet模塊化設(shè)計(jì)引入半導(dǎo)體制造和封裝這個(gè)創(chuàng)新可以視作將芯片的硅從概念上轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)器“主板該硅主板可容納經(jīng)過優(yōu)化的定制計(jì)算網(wǎng)絡(luò)IO和內(nèi)存chiplet硬件以最好地支應(yīng)用程序需求。定制設(shè)計(jì)意味著HPC數(shù)據(jù)中心可以指定非常密集、非常接近的數(shù)據(jù)計(jì)設(shè)備,借助Chiplet架構(gòu),HPC架構(gòu)師可以指定其應(yīng)用程序的定制硬件需求,并將這些標(biāo)準(zhǔn)傳遞給設(shè)計(jì)人員和HPC供應(yīng)商,以獲得計(jì)算、內(nèi)存和IO的最佳組合,以支持其工作負(fù)載。美國正在開發(fā)的三個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)urora、ElCapan和Fronier,CPU和GPU利用Chipet方案,在其中混合和匹配芯片并將其集成至封裝中。圖:Ciet助力服務(wù)器算力升性能優(yōu)化資料來源:新華三官網(wǎng),第一財(cái)經(jīng),英特爾官網(wǎng),芯智訊,半導(dǎo)體芯聞公眾號(hào),受制于面積、散熱問題的因素,當(dāng)前Ciplt或不適用于手機(jī)筆記本電腦等消費(fèi)類應(yīng)用。手機(jī)方面,高通的核心是手機(jī)市場(chǎng)車載和筆記本電腦都是手機(jī)的延伸,手機(jī)領(lǐng)域或暫會(huì)使用Chiplet,主因Chiplet的封裝基板面積大,不適宜手機(jī)內(nèi)使用。此外,芯粒之間的互聯(lián)特別是2D、3D先進(jìn)封裝會(huì)帶來電磁干擾、信號(hào)干擾、散熱、應(yīng)力等諸多復(fù)雜物理問題,可能暫不適用于消費(fèi)類產(chǎn)品的應(yīng)用。投資建議我們看好Ciplt重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局,為我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來換道超車的發(fā)展機(jī)遇。建議關(guān)注:封測(cè)板塊:長(zhǎng)電科技、通富微電、華天科技等測(cè)試板塊:偉測(cè)科技、利揚(yáng)芯片等P板塊:芯原股份、潤(rùn)欣科技等EDA板塊:華大九天、概倫電子等封裝測(cè)試設(shè)備板塊:長(zhǎng)川科技、華峰測(cè)控、金海通、新益昌等材料板塊:興森科技、南亞新材、華正新材、方邦股份、德邦科技、和林微納、聯(lián)瑞新材等表:各業(yè)務(wù)板塊hilt相關(guān)標(biāo)的業(yè)務(wù)板塊 公司名稱 相關(guān)業(yè)務(wù)封測(cè)長(zhǎng)電科技采用通過Ciplt異構(gòu)集成技完成的F?Ciplt高密多維異構(gòu)集成系列工藝,已按計(jì)劃進(jìn)入穩(wěn)定量產(chǎn)階段通富微電公司在多芯片組件、集成扇出封裝、25DD等先進(jìn)封裝術(shù)方面均提前布局,為客戶提供多樣化的Ciplt封裝解決方,并且已經(jīng)開始大規(guī)模量產(chǎn)Cplet產(chǎn)品。華天科技公司開發(fā)了3DFOSiP封裝術(shù),完成應(yīng)用于高性能計(jì)算的大尺寸FCBA產(chǎn)品。公司量產(chǎn)Ciplt產(chǎn)品,主要應(yīng)用于G通信、醫(yī)療、等領(lǐng)域。測(cè)試偉測(cè)科技積極布局高端測(cè)試,我們預(yù)計(jì)其或可受益Ciplt帶來的測(cè)需求利揚(yáng)芯片Ciplt將對(duì)芯片的測(cè)試提出更高要求第三方專業(yè)獨(dú)立測(cè)試的優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步突顯公司在積極布局Ciplt時(shí)代的測(cè)試難題IP芯原股份中國大陸首批加入Ce聯(lián)盟企業(yè)之一致力于Cipet技和產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)通“IP芯片化,IPasaCipet”和“芯平臺(tái)化,Cipletsalatfom,來實(shí)現(xiàn)Ciplt的產(chǎn)業(yè)化。潤(rùn)欣科(奇異摩爾合作)與潤(rùn)欣科技簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議將基于各自的客戶和技術(shù)優(yōu)勢(shì)持續(xù)打造端到端定制的Ciplt芯片設(shè)計(jì)服務(wù)平臺(tái)提供包含ASC算法設(shè)計(jì)Cplet晶粒封測(cè)和芯片交付并為客戶提供多樣化的I(如互聯(lián)的I、互聯(lián)的lOie、功芯粒選擇和異構(gòu)設(shè)計(jì)服務(wù)。EDA華大九天已開展EDA+I技術(shù)及Cipet先進(jìn)封裝設(shè)計(jì)技術(shù)的研發(fā)公司將不斷完善在先進(jìn)技術(shù)方面的布局、不斷提升技術(shù)先進(jìn)性和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力概倫電子公司認(rèn)為Ciplt先進(jìn)封裝要芯片設(shè)計(jì)聯(lián)動(dòng),在芯片設(shè)計(jì)階段就需要考慮同封裝環(huán)節(jié)的動(dòng)分析以及配置優(yōu)化等工作,公司目前的產(chǎn)品在聯(lián)合仿真和信號(hào)完整性等方面可以有效支持,后續(xù)也計(jì)劃通過行業(yè)生態(tài)建設(shè)和并購整合等方式打造更多相關(guān)解決方案。設(shè)備長(zhǎng)川科技高端測(cè)試設(shè)備提供商,我們認(rèn)為其或受益下游封測(cè)廠商需求放量華峰測(cè)控公司的測(cè)試機(jī)已占國內(nèi)同類產(chǎn)品市場(chǎng)份額的50,被國外名IC廠如TISTM,aircid等考核通過金海通公司獨(dú)立承擔(dān)了國家科技重大專項(xiàng)“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝專項(xiàng)(02項(xiàng))中的“SiP吸放式全自測(cè)試分選機(jī)”的課題研發(fā)工作,獲得了“國家重大科技專項(xiàng)課題驗(yàn)證合同書。通過承擔(dān)“02專項(xiàng),公司產(chǎn)品得到了長(zhǎng)電科技及通富微電等大型集成電路封測(cè)企業(yè)的認(rèn)可。新益昌固晶機(jī)是三大核心封裝設(shè)備之一根據(jù)eevlopmet統(tǒng)計(jì)218年全球固晶設(shè)

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