中國(guó)Chiplet發展中的一座裡(lǐ)程碑。

作(zuò)者 | 來(lái)自(zì)鎂客星球的毛毛

深冬的寒意遠未褪去(qù)，但(dàn)“中國(guó)芯”已迎來(lái)新的暖流。

12月16日(rì)，醞釀已久的中國(guó)《小芯片接口總線技術(shù)要求》團體(tǐ)标準，正式通過了工(gōng)信部中國(guó)電子工(gōng)業标準化技術(shù)協會的審定，并已在當天舉辦的“第二屆中國(guó)互連技術(shù)與産業大會”上向世界發布。這對中國(guó)芯片産業而言，無疑是在近期激烈的全球競争中，迎來(lái)的最重要的一項利好。

鎂客網注意到，《小芯片接口總線技術(shù)要求》是首個中國(guó)集成電路(lù)領域相(xiàng)關企業和專家共同主導制定的團體(tǐ)标準，同時也是中國(guó)首個原生(shēng)Chiplet技術(shù)标準。在後摩爾時代已然來(lái)臨的今天，對于中國(guó)集成電路(lù)産業延續“摩爾定律”，突破先進制程工(gōng)藝限制具有重要意義。

從(cóng)全球來(lái)看(kàn)，毫無疑問(wèn)，Chiplet（小芯片）是今年(nián)半導體(tǐ)産業中絕對的熱(rè)詞。科(kē)技巨頭下場、風(fēng)險資本湧入，各國(guó)政府關注。在國(guó)外企業“抱團取暖”，以及全球芯片産業的“亂戰”的今天，Chiplet已然成爲世界芯片産業的焦點和新的機(jī)會。那麽，爲何Chiplet如(rú)此重要？其對中國(guó)芯片産業的意義在哪？《小芯片接口總線技術(shù)要求》的發布意味着什麽？具體(tǐ)又将給中國(guó)企業帶來(lái)哪些助益？

一、小芯片，大意義

何爲Chiplet（小芯片）？

從(cóng)最淺顯的硬件(jiàn)形态來(lái)看(kàn)，相(xiàng)對于傳統芯片是單獨的一個完整整體(tǐ)，Chiplet則更像是一塊組合積木：其将數個小型芯片通過封裝技術(shù)拼裝成一塊大芯片，有點像我們平常見(jiàn)到的樂高玩具；從(cóng)芯片發展曆史的角度看(kàn)，在後摩爾時代，Chiplet是持續提高芯片集成度和芯片算力的重要途徑。簡言之，Chiplet既是芯片“模塊化”的設計方法，也是異構集成的封裝技術(shù)，更是一種摩爾定律趨緩下的半導體(tǐ)工(gōng)藝發展方向。

在整個芯片大家庭裡(lǐ)，小芯片堪稱“年(nián)齡最小”的後起之秀。2015年(nián)，美滿電子科(kē)技(Marvell)公司印尼華僑周秀文博士首次提出了模塊化芯片（MoChi）的概念，這一概念可(kě)以視爲小芯片的雛形；2018年(nián)，芯片巨頭AMD率先在服務器CPU上率先使用了Chiplet設計，爲整個業界了解和研發Chiplet推開了第一道門(mén)。

真正讓世界意識到小芯片“火(huǒ)了”的時間節點是今年(nián)。2022年(nián)，幾乎所有與芯片業務相(xiàng)關聯的巨頭企業都(dōu)開始“下場”：3月份，包括英特爾、AMD、Arm和台積電在内的十家巨頭企業，聯合發起一項瞄準Chiplet的新互連标準UCIe；同月，蘋果在春季新品發布會上公開了其利用小芯片技術(shù)，将兩枚M1 Max芯片“粘連”在一起打造的頂級電腦芯片M1 Ultra；8月，在美國(guó)《2022年(nián)芯片與科(kē)學法案》中，小芯片也被再次提及，美國(guó)總統科(kē)學技術(shù)顧問(wèn)委員(yuán)會（PCAST）“倡議(yì)建立Chiplet平台”。

從(cóng)籍籍無名到被迅速追捧，Chiplet的優勢究竟在哪裡(lǐ)？

在與媒體(tǐ)交流中，中科(kē)院計算所研究員(yuán)，中國(guó)計算機(jī)互連技術(shù)聯盟（CCITA）秘書(shū)長，無錫芯光(guāng)互連技術(shù)研究院院長郝沁汾告訴記者，盡管Chiplet目前還(hái)不能替代以光(guāng)刻機(jī)的演進爲主要方向的傳統集成電路(lù)的技術(shù)路(lù)線，但(dàn)在一些特定的場景下，Chiplet設計方式結合成熟制程工(gōng)藝，已經可(kě)以“小于等于”先進制程工(gōng)藝。“對于像數據中心等一些對芯片功耗和面積的要求并不高的場景，Chiplet是可(kě)以用來(lái)解決一些先進工(gōng)藝不足的難題的。”

圖 | 中科(kē)院計算所研究員(yuán)，中國(guó)計算機(jī)互連技術(shù)聯盟（CCITA）秘書(shū)長，無錫芯光(guāng)互連技術(shù)研究院院長 郝沁汾

也正是在這樣堪稱突破性的優勢下，小芯片的市場前景一片光(guāng)明。據調研機(jī)構Omdia的報告顯示，到2024年(nián)，小芯片的市場規模将達到58億美元，到2035年(nián)有望快(kuài)速增長至570億美元，市場前景極爲可(kě)觀。

二、中國(guó)芯，中國(guó)标準

無規矩，不成方圓。

對于芯片産業而言，建立一個優質的生(shēng)态離(lí)不開必要标準的制定。正如(rú)上文所提，由英特爾等巨頭公司牽頭建立的UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express，通用芯粒高速互連标），就(jiù)志在解決互連接口的标準問(wèn)題。

但(dàn)很明顯，在全球芯片産業“亂戰”的大背景下，UCle是否能給中國(guó)芯片企業帶來(lái)足夠多的幫助仍需時間驗證。在這種情況下，中國(guó)急需屬于自(zì)己的原生(shēng)Chiplet技術(shù)标準。

中國(guó)計算機(jī)互連技術(shù)聯盟（CCITA）秘書(shū)長郝沁汾對記者表示，在國(guó)内研發先進制程受到客觀影(yǐng)響的大背景下，企業對于屬于中國(guó)的Chiplet技術(shù)标準的訴求是比較強烈的。

“從(cóng)目前的實際情況來(lái)看(kàn)，Chiplet在中國(guó)比在美國(guó)更‘熱(rè)’，有更多的中國(guó)本土(tǔ)廠(chǎng)商希望去(qù)應用這種技術(shù)。大家都(dōu)覺得(de)Chiplet是未來(lái)的技術(shù)趨勢和必然選擇，不少廠(chǎng)商都(dōu)對這種設計抱有訴求。

我們已經注意到包括初創企業在内的芯片廠(chǎng)商，包括AI芯片、CPU芯片和DPU芯片等方向，都(dōu)把推進Chiplet列入了自(zì)己的工(gōng)作(zuò)日(rì)程當中。預計未來(lái)3~5年(nián)，我們将可(kě)以看(kàn)到大量用Chiplet的方式去(qù)設計芯片的國(guó)産廠(chǎng)商。我們推動的這個标準《小芯片接口總線技術(shù)要求》，也是希望未來(lái)能夠被更多更廣泛的企業來(lái)使用，目前看(kàn)已經有幾家IP廠(chǎng)商支持了我們的小芯片标準。”

郝沁汾對媒體(tǐ)表示，對于小芯片接口标準的制定始于2020年(nián)6月，目前已經集結了國(guó)内産業鏈上下遊六十多家單位共同參與研究。從(cóng)内容上看(kàn)，《小芯片接口總線技術(shù)要求》這項标準描述了多種應用場景的小芯片接口總線（Chiplet）技術(shù)要求，包括總體(tǐ)概述、接口要求、鏈路(lù)層、适配層、物理(lǐ)層和封裝要求等，以靈活應對不同的應用場景、适配不同能力的技術(shù)供應商。

但(dàn)技術(shù)标準的出台，不能隻是擱置一邊的一紙空文。郝沁汾告訴記者，目前來(lái)看(kàn)：“國(guó)際上的某些标準還(hái)處在‘紙面熱(rè)鬧’的狀态，并沒有多少企業去(qù)使用。

《小芯片接口總線技術(shù)要求》 剛發布，今明年(nián)的主要工(gōng)作(zuò)就(jiù)是能夠做好技術(shù)驗證，我們已經聯系了幾家本土(tǔ)廠(chǎng)商，一起聯合來(lái)做驗證，争取要把我們自(zì)己現在做的這個标準要能盡快(kuài)用上。”

三、合作(zuò)共赢，腳踏實地

據悉，目前國(guó)際上基于Chiplet架構的芯片設計尚無統一标準。目前能夠獨自(zì)完成芯片整體(tǐ)的架構設計、處理(lǐ)其中并行或者串行物理(lǐ)層接口、具備先進封裝能力的隻有技術(shù)底蘊雄厚的intel公司。

那麽，中國(guó)的《小芯片接口總線技術(shù)要求》與由intel領銜制定的UCIe可(kě)以被視爲一種競争關系嗎(ma)？郝沁汾認爲，答案是否定的。

“我們并不是一種競争關系，兩個标準之間并不是‘有你(nǐ)沒我’這樣的結果。一方面，UCIe所瞄準的是全球化的設計行業的标準，而《小芯片接口總線技術(shù)要求》當前更多關注的是希望爲本土(tǔ)芯片企業的發展帶來(lái)助力，向世界的發展是未來(lái)的規劃；另外，在标準内容的設計上，兩者之間也有自(zì)身(shēn)的偏重。《小芯片接口總線技術(shù)要求》更偏重chiplet本身(shēn)的設計内容，UCIe的内容還(hái)體(tǐ)現了intel對數據中心業務的設想。

當然，一些IP廠(chǎng)商也希望《小芯片接口總線技術(shù)要求》能夠與UCIe兼容，對于我們來(lái)說(shuō)，考慮《小芯片接口總線技術(shù)要求》與UCIe在物理(lǐ)層上的兼容也是我們下一步工(gōng)作(zuò)的方向之一，來(lái)降低IP廠(chǎng)商支持多種chiplet标準的成本。所以本質上，兩者之間并非競争關系。”

記者注意到，從(cóng)自(zì)身(shēn)的發展來(lái)看(kàn)，在後摩爾時代，技術(shù)的快(kuài)速叠代注定了：今天制定的标準，必然面臨着更新是否及時的考驗。郝沁汾告訴記者，對《小芯片接口總線技術(shù)要求》而言，後續也有自(zì)己的安排。

“從(cóng)把Chiplet作(zuò)爲一個接口标準的角度來(lái)看(kàn)，第一，它不一定要跟着芯片産品一代一代的去(qù)改變，它也可(kě)以支持幾代的産品；

第二，小芯片接口有自(zì)己的發展的脈絡和節奏。《小芯片接口總線技術(shù)要求》主要是對包含鏈路(lù)層和物理(lǐ)層的接口裡(lǐ)的關鍵内容、标準内容進行定義，相(xiàng)對上層的應用，是通用的。所以，我覺得(de)可(kě)能在兩三年(nián)之内，大的東西不會去(qù)改變，主要精力還(hái)是放(fàng)在應用的推動上。當然如(rú)果很多下一代的産品出了訴求，我們也會在下一代标準的制定過程當中充分(fēn)的考慮這個事(shì)情。從(cóng)這個角度上來(lái)說(shuō)，短(duǎn)期之内不會去(qù)做大的改變。”

可(kě)以确認的是，Chiplet正在爲中國(guó)集成電路(lù)産業帶來(lái)了更多的發展機(jī)遇。《小芯片接口總線技術(shù)要求》的發布，則爲中國(guó)芯片企業的順利發展起到了“指路(lù)”的重要作(zuò)用。如(rú)果說(shuō)我們對先進制程的“彎道超車”目前仍然是一個夢想，《小芯片接口總線技術(shù)要求》則是實實在在提速了“中國(guó)芯”。