芯啟源助力Chiplet技術(shù)，推進(jìn)集成電路國(guó)產(chǎn)化

第七屆中國(guó)系統(tǒng)級(jí)封裝大會(huì)于8月23-24日在深圳召開，芯啟源研發(fā)副總裁陳盈安博士受邀參加此次大會(huì)，并在行業(yè)應(yīng)用解決方案XPU會(huì)議上發(fā)表演講，就芯啟源基于Chiplet技術(shù)的下一代DPU芯片的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證進(jìn)行分享，并介紹面對(duì)Chiplet仿真與驗(yàn)證的挑戰(zhàn)，芯啟源是如何通過采用自研原型驗(yàn)證與仿真加速一體化平臺(tái)MimicPro來解決。

中國(guó)系統(tǒng)級(jí)封裝大會(huì)作為中國(guó)最重要的SiP會(huì)議，在全球SiP與先進(jìn)封測(cè)領(lǐng)域享有廣泛影響力。本屆大會(huì)重點(diǎn)關(guān)注異構(gòu)集成Chiplet技術(shù)、先進(jìn)封裝與SiP的最新進(jìn)展，推動(dòng)異構(gòu)集成解決方案和產(chǎn)品的落地。今年大會(huì)還采用以行業(yè)應(yīng)用為驅(qū)動(dòng)的分論壇模式，聚焦于XPU、人工智能（AI）、自動(dòng)駕駛汽車、數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域。芯啟源作為全球領(lǐng)先的DPU企業(yè)，率先在國(guó)內(nèi)將Chiplet技術(shù)應(yīng)用于DPU芯片。陳盈安博士的經(jīng)驗(yàn)分享，受到與會(huì)專家的一致關(guān)注與好評(píng)。

英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人Gordon Moore于1965年在《把更多組件放在集成電路上》（Cramming more components onto integrated circuits）中正式提出著名的摩爾定律的同時(shí)，還提出了Chiplet最初的概念模型，他指出“用較小的功能構(gòu)建大型系統(tǒng)更為經(jīng)濟(jì)，這些功能是單獨(dú)封裝和相互連接的”。

Chiplet技術(shù)將原本一塊復(fù)雜的SoC芯片分解為小的芯粒，其模塊化設(shè)計(jì)的概念，將有利于架構(gòu)設(shè)計(jì)的重新劃分和創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)芯片的不同功能區(qū)解耦，有利于一些芯粒的復(fù)用，形成系列化產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)低設(shè)計(jì)成本、低制造成本、高良率，并且縮短產(chǎn)品商用上市時(shí)間和后續(xù)產(chǎn)品的迭代周期。與傳統(tǒng)SoC相比，Chiplet將不同的小芯粒通過先進(jìn)封裝形成系統(tǒng)芯片，目前業(yè)內(nèi)眾多企業(yè)正在引入Chiplet技術(shù)。Chiplet技術(shù)的出現(xiàn)是產(chǎn)業(yè)鏈提高生產(chǎn)效率的必然選擇，也是未來幾年復(fù)雜SoC的主要芯片設(shè)計(jì)形式。

據(jù)陳盈安博士介紹，芯啟源計(jì)劃于2024年推出的下一代DPU芯片通過應(yīng)用Chiplet技術(shù)，極大地提升了自有DPU芯片的性能；同時(shí)通過支持與第三方芯片的Die-To-Die互聯(lián)，還可以集成更多的特定專業(yè)領(lǐng)域的芯片。但是在基于Chiplet的DPU芯片設(shè)計(jì)與驗(yàn)證中，也碰到了不少挑戰(zhàn)：比如小chiplet組成了大芯片系統(tǒng)，總設(shè)計(jì)規(guī)模高達(dá)500億個(gè)晶體管，對(duì)仿真加速器的可擴(kuò)展規(guī)模及FPGA利用率提出了更高要求；又比如集成來自多個(gè)供應(yīng)商的異構(gòu)chiplet設(shè)計(jì)，如何在一個(gè)開放和安全的平臺(tái)上驗(yàn)證它們，同時(shí)要求每個(gè)chiplet設(shè)計(jì)都需要有便攜性，且可定義需探測(cè)的信號(hào)。

面對(duì)這些基于Chiplet仿真與驗(yàn)證的挑戰(zhàn)，芯啟源是如何解決呢？陳盈安博士提到，芯啟源擁有自研的秘密武器-國(guó)產(chǎn)化原型驗(yàn)證與仿真加速一體化平臺(tái)MimicPro。芯啟源今年新推出的第二代產(chǎn)品MimicPro Gen2全面支持Chiplet設(shè)計(jì)和多Die協(xié)同。

陳盈安博士強(qiáng)調(diào)，該產(chǎn)品具有高性能和豐富的調(diào)試、探測(cè)功能，允許軟硬件協(xié)同驗(yàn)證。并且采用全新的FPGA的互聯(lián)邏輯，配合自研的自動(dòng)分區(qū)軟件工具，在對(duì)客戶的芯片設(shè)計(jì)進(jìn)行分區(qū)時(shí)，更有效地利用每一塊FPGA資源，比如在10億門電路設(shè)計(jì)中，F(xiàn)PGA的利用率可高達(dá)70-80%。在保證整機(jī)FPGA間互聯(lián)靈活性的同時(shí)，將仿真性能提升到最大。

MimicPro Gen2采用超大規(guī)模商用可擴(kuò)展陣列架構(gòu)設(shè)計(jì)，方便維護(hù)和擴(kuò)展，設(shè)計(jì)容量可擴(kuò)展至120億門。同時(shí)，MimicPro是一個(gè)中立、安全、開放的平臺(tái)，具備設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的可移植性，強(qiáng)大的加密技術(shù)保證第三方IP安全且分區(qū)便易，從而相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能夠利用MimicPro 平臺(tái)加速基于Chiplet的SiP開發(fā)和驗(yàn)證流程。

隨著國(guó)內(nèi)人工智能、自動(dòng)駕駛、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的日新月異，國(guó)產(chǎn)CPU、GPU、DPU等復(fù)雜大芯片將進(jìn)入快速發(fā)展階段，Chiplet技術(shù)必將得到更廣泛的應(yīng)用。芯啟源全球領(lǐng)先的MimicPro仿真平臺(tái)解決了基于Chiplet“前端”開發(fā)與驗(yàn)證流程的挑戰(zhàn),與多家頭部IC設(shè)計(jì)企業(yè)達(dá)成了戰(zhàn)略合作，將極大助力國(guó)產(chǎn)集成電路的迅速突圍。