關于芯片設計所面臨的問題和挑戰(zhàn)

幾十年來，芯片制造商每隔18到24個月就推出一種新的工藝技術。在這樣的節(jié)奏下，廠商們推出了基于最新工藝的新芯片，使得晶體管密度更高、成本更低。

這個公式從16nm/14nm節(jié)點開始被解開。突然間，集成電路的設計和制造成本猛漲，從那時起，一個完全規(guī)?；墓?jié)點的周期從18個月延長到2.5年甚至更長。當然，并非所有芯片都需要高級節(jié)點。而且，并不是所有現(xiàn)在放在同一個模具上的東西都能從縮放中獲益。

這就是薯片適合的地方。更大的芯片可以分解成更小的碎片，并根據(jù)需要進行混合和匹配。晶片大概比整體式晶片有更低的成本和更好的產(chǎn)量。

芯片不是封裝類型，它是包裝架構的一部分。利用芯片，模具可以集成到現(xiàn)有的封裝類型中，例如2.5D/3D、扇出或多芯片模塊（MCM）。有些公司可能會使用芯片開發(fā)全新的架構。

所有這些都取決于需求?！斑@是一種架構方法，”UMC負責業(yè)務開發(fā)的副總裁Walter Ng說?！八跒樗枞蝿諆?yōu)化硅解決方案。它也在優(yōu)化經(jīng)濟解決方案。所有這些都有性能方面的考慮，無論是速度、熱量還是功率。它還有一個成本因素，這取決于您采取的方法?！?/p>

這里有不同的方法。例如，使用一種叫做Foveros的芯片技術，英特爾去年推出了一個3D CPU平臺，這將一個10nm處理器內核和四個22nm處理器內核組合在一個封裝中。

AMD、Marvell和其他公司也開發(fā)了類似芯片的產(chǎn)品。通常，這些設計針對的是與當今2.5D封裝技術相同的應用，例如AI和其他數(shù)據(jù)密集型工作負載。英特爾公司的納吉塞蒂說：“現(xiàn)在，插入器上的邏輯/內存可能是最常見的實現(xiàn)方式。”“在需要大量內存的高性能產(chǎn)品中，您將看到基于芯片的方法?！?/p>

但芯片并不會主導整個市場。納吉塞蒂說：“設備的種類和數(shù)量都在不斷增加?！薄！拔也徽J為所有產(chǎn)品都會采用基于芯片的方法。在某些情況下，整體建模將是成本最低的選擇。但對于高性能產(chǎn)品，可以肯定地說，芯片技術將成為一種常態(tài)，如果還沒有的話?！?/p>

英特爾和其他公司有能力開發(fā)這些設計。一般來說，開發(fā)基于芯片的產(chǎn)品需要已知的好的模型、EDA工具、芯片到芯片互連技術和制造策略。

“如果你看看今天誰在做基于芯片的設計，他們往往是垂直整合的公司。他們內部都有自己的產(chǎn)品，”日月光銷售和業(yè)務開發(fā)部高級主管Eelco Bergman說?！叭绻阋褞讐K硅縫在一起，你需要有關于每一塊芯片的詳細信息，它們的體系結構，以及這些芯片上的物理和邏輯接口。您需要有EDA工具，以便將不同芯片的協(xié)同設計捆綁在一起。”

公司內部沒有所有的部件，有些東西有貨，有些還沒準備好。挑戰(zhàn)在于找到必要的部分并將其整合，這需要時間和資源。

芯片似乎是現(xiàn)在最熱門的話題。主要原因是邊緣應用程序和架構的多樣性，”Veeco首席營銷官Scott Kroeger說?！叭绻幚淼卯?，芯片可以幫助解決這個問題。那里還有很多工作要做。問題是，如何才能開始將所有這些不同類型的設備整合到一個設備中?！?/p>

那么從哪里開始呢？對許多人來說，設計服務公司、制造廠和OSAT是可能的起點。一些制造廠不僅為其他制造廠制造芯片，而且還提供各種封裝服務。

一些公司已經(jīng)在為芯片時代做準備。例如，臺積電正在開發(fā)一種稱為集成芯片系統(tǒng)（systemon Integrated Chip，SoIC）的技術，該技術可以為客戶提供類似于3D的芯片設計。臺積電也有自己的芯片對芯片互連技術，稱為lipinco。

其他制造廠和osat提供各種先進的封裝類型，但他們沒有開發(fā)自己的芯片到芯片互連方案。取而代之的是，制造廠和osat正與各種正在開發(fā)第三方互連方案的組織合作。這仍然是一項正在進行的工作。

互連至關重要。芯片到芯片互連將封裝中的一個芯片連接到另一個芯片。每個芯片由一個帶有物理接口的IP塊組成。一個具有公共接口的芯片可以通過短距離導線與另一個芯片通信。

許多公司已經(jīng)開發(fā)出具有專有接口的互連，這意味著它們被用于公司自己的設備。但為了擴大芯片的應用范圍，該行業(yè)需要具有開放接口的互連，使不同的芯片能夠相互通信。

ASE的Bergman說：“如果該行業(yè)想建立一個支持基于芯片的集成的生態(tài)系統(tǒng)，那就意味著不同的公司必須開始彼此共享芯片IP?！??！斑@些都是傳統(tǒng)上做不到的事情，這是個障礙。有一種方法可以克服這一點。這些設備沒有共享所有的芯片 IP，而是實現(xiàn)了一個集成的標準接口。”

為此，業(yè)界正從DRAM業(yè)務中吸取教訓。DRAM制造商使用標準接口DDR來連接系統(tǒng)中的芯片?！埃凼褂眠@個接口，］我不需要知道內存設備設計本身的細節(jié)。伯格曼說：“我只需要知道接口是什么樣子的，以及如何連接到芯片上。“當你開始談論芯片時，情況也是如此。我們的想法是降低IP共享的障礙，比如說，“讓我們朝著一些通用的接口前進，這樣我就知道我的芯片和你的芯片的邊緣需要如何以一種模塊化的、類似樂高的方式連接在一起?！?br /> 責任編輯：tzh