前言

12月16日，在“第二屆中國(guó)互連技術(shù)與產(chǎn)業(yè)大會(huì)”上，首個(gè)由中國(guó)集成電路領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)和專家共同主導(dǎo)制定的《小芯片接口總線技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，正式通過(guò)工信部中國(guó)電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)的審定并發(fā)布。

《小芯片接口總線技術(shù)要求》描述了CPU、GPU、人工智能芯片、網(wǎng)絡(luò)處理器和網(wǎng)絡(luò)交換芯片等應(yīng)用場(chǎng)景的小芯片接口總線技術(shù)要求，包括總體概述、接口要求、鏈路層、適配層、物理層和封裝要求等。

《小芯片接口總線技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)概況圖

據(jù)悉，這是中國(guó)首個(gè)原生Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)延續(xù)“摩爾定律”，突破先進(jìn)制程工藝限制具有重要意義。而從長(zhǎng)遠(yuǎn)上來(lái)看，也有助于打造國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的軟件和硬件生態(tài)，我國(guó)擁有世界上最大的芯片市場(chǎng)，因此國(guó)外廠商無(wú)疑也將會(huì)陸續(xù)適配我們的小芯片標(biāo)準(zhǔn)，加入我們的生態(tài)。

01摩爾定律放緩，Chiplet成芯片企業(yè)新寵

在了解Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定的重大意義之前，我們先了解一下，何為Chiplet，它為何如此備受關(guān)注。

Chiplet也被翻譯為“小芯片”或“芯粒”，這一概念最早在2015年提出，是指預(yù)先制造好、具有特定功能、可組合集成的晶片（Die）。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，相對(duì)于單獨(dú)為一個(gè)整體的傳統(tǒng)芯片，Chiplet則像是樂高積木，不同形狀、大小、功能的小芯片，加上必要的電路設(shè)計(jì)，再借助先進(jìn)封裝技術(shù)，就可將其拼為一個(gè)完整的大芯片，從而能發(fā)揮更大的效益。

Chiplet技術(shù)是將多顆芯片進(jìn)行組合，用異構(gòu)的方式形成全新的系統(tǒng)級(jí)芯片

總之，小芯片技術(shù)是一種芯片“模塊化”的設(shè)計(jì)方法，也是異構(gòu)集成的封裝技術(shù)。

在摩爾定律逐漸放緩的當(dāng)下，如果繼續(xù)提高半導(dǎo)體工藝制程，除了技術(shù)上的瓶頸難以突破外，制造成本也在巨幅攀升。

于是，小芯片成為能夠拯救日趨失效的摩爾定律、持續(xù)提高SoC高集成度和算力的重要途徑，更重要的是，能有效降低制造成本。因此，小芯片設(shè)計(jì)近年來(lái)成為處理器行業(yè)的主流。

最初，Chiplet技術(shù)被AMD率先大規(guī)模應(yīng)用于商業(yè)產(chǎn)品。2019年，國(guó)內(nèi)企業(yè)華為也開始在產(chǎn)品中使用Chiplet技術(shù)。

AMD推出的EPYC服務(wù)器，成為成功采用Chiplet技術(shù)的案例

在業(yè)內(nèi)巨頭AMD、英特爾、臺(tái)積電等的推動(dòng)下，Chiplet成為芯片行業(yè)新寵，各大相關(guān)巨頭企業(yè)紛紛開始入場(chǎng)，國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)也開始加緊布局。

02我國(guó)為何急需原生Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)？

對(duì)于芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定尤為關(guān)鍵，否則，市場(chǎng)和生態(tài)就無(wú)法發(fā)展壯大。

國(guó)內(nèi)某芯片定制公司董事長(zhǎng)表示，“各家半導(dǎo)體IP提供商，只要擁有一定的芯片設(shè)計(jì)能力，都可以生產(chǎn)Chiplet，但是不同廠商之間的Chiplet如果沒有統(tǒng)一的接口，就無(wú)法相互之間進(jìn)行通信和協(xié)同。如此一來(lái)，各廠商的Chiplet就會(huì)形成孤島，不能和其他Chiplet進(jìn)行組合和配對(duì)，市面上就沒有足夠多的可供靈活選擇使用的Chiplet，這個(gè)技術(shù)就不會(huì)得到廣泛的使用。”

面對(duì)成千上萬(wàn)種的“樂高積木”小芯片，用戶能做任意組合、拼接，依靠的是統(tǒng)一的插口。因此，互連接口標(biāo)準(zhǔn)化就起到了連接各個(gè)Chiplet廠商的作用。

基于此，國(guó)外芯片企業(yè)已經(jīng)在聯(lián)手推動(dòng)Chiplet接口規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化。

今年3月，Intel聯(lián)合AMD、Arm、高通、臺(tái)積電、三星、谷歌云、微軟等十家行業(yè)巨頭，成立了Chiplet標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟，制定了通用Chiplet的新互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)“Universal Chiplet Interconnect Express”（簡(jiǎn)稱“UCIe”），旨在共同打造Chiplet互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)、推進(jìn)開放生態(tài)。

UCle的制定很有可能成為Chiplet技術(shù)的主流標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于行業(yè)來(lái)說(shuō)自然是有利因素。然而，對(duì)于國(guó)內(nèi)企業(yè)來(lái)說(shuō)，卻未必會(huì)從中受益。

上文提到，UCle的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)起者中，沒有一家大陸企業(yè)，因此，真正的主導(dǎo)權(quán)并不在我們手中，這一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)中國(guó)芯片企業(yè)的開放程度將會(huì)怎樣還未可知。有專業(yè)人士表示，實(shí)現(xiàn)參考設(shè)計(jì)所需要的技術(shù)細(xì)節(jié)，在目前的Chiplet標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議根本找不到。實(shí)際上，一些標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)節(jié)還被美國(guó)限制不可對(duì)中國(guó)企業(yè)開放。

因此，在UCle日后可能成為技術(shù)封鎖工具的情況下，中國(guó)急需屬于自己的原生Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，掌握一定主動(dòng)權(quán)。

此外，中國(guó)計(jì)算機(jī)互連技術(shù)聯(lián)盟（CCITA）秘書長(zhǎng)郝沁汾表示，在國(guó)內(nèi)研發(fā)先進(jìn)制程受到客觀影響的大背景下，企業(yè)對(duì)于屬于中國(guó)的Chiplet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的訴求是比較強(qiáng)烈的。很多國(guó)內(nèi)本土廠商都希望去應(yīng)用Chiplet技術(shù)，也希望國(guó)內(nèi)推動(dòng)這一技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。

2020年6月，中科院計(jì)算所、工信部電子四院以及國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)鏈上下游六十多家單位，開始共同研究制定小芯片接口標(biāo)準(zhǔn)。如今，《小芯片接口總線技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)終于正式面向世界發(fā)布。

這一標(biāo)準(zhǔn)的推出，將為國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)解決關(guān)鍵技術(shù)問題，也會(huì)為國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨****展機(jī)遇。

總 結(jié)

眾所周知，國(guó)外在芯片領(lǐng)域起步較早，因此很多標(biāo)準(zhǔn)都由是國(guó)外公司來(lái)制定的。而此次，在Chiplet上，中國(guó)自己制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)，無(wú)疑是一項(xiàng)重大利好。

在Chiplet已然成為芯片行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)之時(shí)，我國(guó)通過(guò)首個(gè)小芯片標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，有望搶占先機(jī)，降低對(duì)美、韓系技術(shù)的依賴，加速國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程。

當(dāng)然，這或許還有很長(zhǎng)的路要走，但從長(zhǎng)期來(lái)看，Chiplet這條新賽道，是中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)“彎道超車”的絕佳機(jī)會(huì)，讓我們拭目以待。

參考資料：

鎂客網(wǎng)：《“中國(guó)芯”提速！首個(gè)國(guó)產(chǎn)“小芯片”標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布 專家這樣說(shuō)》

人民資訊：《Chiplet聯(lián)盟成立 芯片“摩爾定律”可否被刷新？》