美国对中国半导体制裁加码 Chiplet成弯道超车最大机会？

在过去的几个月里，“ Chiplet”成了半导体行业最火热的一个名词。据国外知名市场调研机构Omdia报告，到2024年，Chiplet的市场规模将达到58亿美元，2035年则超过570亿美元，Chiplet的全球市场规模将迎来快速增长。究竟Chiplet有什么样的魔力，使得它成为市场上的焦点，成为“后摩尔时代”的宠儿？

Chiplet，就是芯粒，也被叫做小芯片。本质上Chiplet只是一个设计理念，它将不同工艺、不同功能的模块化芯片，通过封装和互联等方式，像拼接乐高积木一样用封装技术整合在一起，形成一颗芯片。

为什么是Chiplet？

按照传统方法算力的提升，到45nm节点之后，为维持晶体管的密度可以持续增加，现在每革新一代制程就需要大量的技术和工艺创新，芯片制造的成本成倍增加。虽然看起来加大投资进一步去改进工艺加强品控是算力提升的解决办法，可这不但投资巨大，而且还存在物理上的极限。于是Chiplet理念应运而生，将大芯片“切”成小芯片（Chiplet）之后，通过die-to-die内部互联技术实现多个模块小芯片与底层基础芯片封装在一起，形成一个系统芯片，以实现一种新形式的IP复用。

Chiplet有什么好处？

1.不同的芯片的工艺需求不同。如逻辑芯片、模拟芯片、射频芯片、存储器等往往成熟制程节点是不同的，模拟芯片如果采用高级制程可能会导致漏电、噪声等问题，SoC采用相同的制程，在封装过程中需要更多的处理工艺并造成成本的增加。而Chiplet模式则可以自由选择不同裸芯片的工艺，然后通过先进封装来进行组装，相比之下为芯片设计提供了更高的灵活性。

2.传统SoC架构会增大单芯片面积，这会增大芯片制造过程中的难度，由缺陷密度带来的良率损失会增加，从而导致SoC芯片的制造成本提升。而Chiplet方案将大芯片切为多个裸芯片，单位面积较小，相对而言良率会有所提升，从而降低其制造成本。

3.由于SoC方案采用统一的工艺制程，导致芯片系统上的各部分要同步进行迭代，而Chiplet模式可以选择芯片系统中的不同单元进行迭代，迭代部分裸芯片后便可制作出下一代产品，大幅缩短产品上市周期。

我国Chiplet的机会在哪？

1.摩尔定律放缓

摩尔定律已经放缓了，先进工艺的提升面临极大难题。根据摩尔定律，半导体芯片上集成的晶体管和电阻数量将每18到24个月将增加一倍。但摩尔定律发展至今已经有50多年，随着半导体工艺的进步，要在同等面积大小的区域里放进更多的硅电路，比如漏电流增加、散热问题增加、时钟频率增长减慢等问题已经不可避免的增加。芯片制程工艺发展到10nm以下水平后，“摩尔定律”迭代进度放缓、芯片成本攀升问题逐步显露，单纯靠系统级芯片提高性能已经变得更加困难。

2.市场潜力大

Chiplet的需求目前还是在高性能计算。在全球经济保持现在增长的前提下，数据从低功耗的边缘端逐渐的迁移到云端，高性能计算的趋势还是会持续的往前演进和迭代。信息化的程度越来越高，信息的处理传输、储存需求会越来越大，那在下一个30年，因为中国有巨大的消费级的终端的市场，可能很多中国的很多企业，也能抓住这个转型的机会。

3.国内先进封装与国外差距不大

对于中国半导体而言，后摩尔时代Chiplet依赖于中国与国外技术差距相对较小的封装技术领域，国内企业紧跟产业趋势，大力投入研发，积极参与融入UCIe大生态，有望在Chiplet行业技术上乘势而上，实现突破。

Chiplet作为先进封装市场的一份子，给全球的半导体封装环节提供了多一种可能性。但是，Chiplet模式目前还暂时存在对先进封装技术要求高、散热能力差等问题，这些增加都给制造芯片提出了新的技术难题。中国是否能抓住这个机会，在半导体制造行业实现弯道超车，让我们拭目以待吧。