幾十年來(lái)，芯片制造商每隔18到24個(gè)月就推出一種新的工藝技術(shù)。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(gè)公式從16nm/14nm節(jié)點(diǎn)開始被解開。突然間，集成電路的設(shè)計(jì)和制造成本猛漲，從那時(shí)起，一個(gè)完全規(guī)模化的節(jié)點(diǎn)的周期從18個(gè)月延長(zhǎng)到2.5年甚至更長(zhǎng)。當(dāng)然，并非所有芯片都需要高級(jí)節(jié)點(diǎn)。而且，并不是所有現(xiàn)在放在同一個(gè)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(jìn)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(gòu)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(huì)使用芯片開發(fā)全新的架構(gòu)。

所有這些都取決于需求。“這是一種架構(gòu)方法，”UMC負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)開發(fā)的副總裁Walter Ng說(shuō)。“它正在為所需任務(wù)優(yōu)化硅解決方案。它也在優(yōu)化經(jīng)濟(jì)解決方案。所有這些都有性能方面的考慮，無(wú)論是速度、熱量還是功率。它還有一個(gè)成本因素，這取決于您采取的方法。”

這里有不同的方法。例如，使用一種叫做Foveros的芯片技術(shù)，英特爾去年推出了一個(gè)3D CPU平臺(tái)，這將一個(gè)10nm處理器內(nèi)核和四個(gè)22nm處理器內(nèi)核組合在一個(gè)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(shè)計(jì)針對(duì)的是與當(dāng)今2.5D封裝技術(shù)相同的應(yīng)用，例如AI和其他數(shù)據(jù)密集型工作負(fù)載。英特爾公司的納吉塞蒂說(shuō)：“現(xiàn)在，插入器上的邏輯/內(nèi)存可能是最常見的實(shí)現(xiàn)方式。”“在需要大量?jī)?nèi)存的高性能產(chǎn)品中，您將看到基于芯片的方法。”

但芯片并不會(huì)主導(dǎo)整個(gè)市場(chǎng)。納吉塞蒂說(shuō)：“設(shè)備的種類和數(shù)量都在不斷增加。”。“我不認(rèn)為所有產(chǎn)品都會(huì)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(duì)于高性能產(chǎn)品，可以肯定地說(shuō)，芯片技術(shù)將成為一種常態(tài)，如果還沒有的話。”

英特爾和其他公司有能力開發(fā)這些設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō)，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(shù)和制造策略。

“如果你看看今天誰(shuí)在做基于芯片的設(shè)計(jì)，他們往往是垂直整合的公司。他們內(nèi)部都有自己的產(chǎn)品，”日月光銷售和業(yè)務(wù)開發(fā)部高級(jí)主管Eelco Bergman說(shuō)。“如果你要把幾塊硅縫在一起，你需要有關(guān)于每一塊芯片的詳細(xì)信息，它們的體系結(jié)構(gòu)，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(shè)計(jì)捆綁在一起。”

公司內(nèi)部沒有所有的部件，有些東西有貨，有些還沒準(zhǔn)備好。挑戰(zhàn)在于找到必要的部分并將其整合，這需要時(shí)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(yīng)用程序和架構(gòu)的多樣性，”Veeco首席營(yíng)銷官Scott Kroeger說(shuō)。“如果處理得當(dāng)，芯片可以幫助解決這個(gè)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(shè)備整合到一個(gè)設(shè)備中。”

那么從哪里開始呢？對(duì)許多人來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)服務(wù)公司、制造廠和OSAT是可能的起點(diǎn)。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(wù)。

一些公司已經(jīng)在為芯片時(shí)代做準(zhǔn)備。例如，臺(tái)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(shù)，該技術(shù)可以為客戶提供類似于3D的芯片設(shè)計(jì)。臺(tái)積電也有自己的芯片對(duì)芯片互連技術(shù)，稱為lipinco。

其他制造廠和osat提供各種先進(jìn)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(xiàng)正在進(jìn)行的工作。

互連至關(guān)重要。芯片到芯片互連將封裝中的一個(gè)芯片連接到另一個(gè)芯片。每個(gè)芯片由一個(gè)帶有物理接口的IP塊組成。一個(gè)具有公共接口的芯片可以通過(guò)短距離導(dǎo)線與另一個(gè)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(shè)備。但為了擴(kuò)大芯片的應(yīng)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(shuō)：“如果該行業(yè)想建立一個(gè)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。”。“這些都是傳統(tǒng)上做不到的事情，這是個(gè)障礙。有一種方法可以克服這一點(diǎn)。這些設(shè)備沒有共享所有的芯片 IP，而是實(shí)現(xiàn)了一個(gè)集成的標(biāo)準(zhǔn)接口。”

為此，業(yè)界正從DRAM業(yè)務(wù)中吸取教訓(xùn)。DRAM制造商使用標(biāo)準(zhǔn)接口DDR來(lái)連接系統(tǒng)中的芯片。“［使用這個(gè)接口，］我不需要知道內(nèi)存設(shè)備設(shè)計(jì)本身的細(xì)節(jié)。伯格曼說(shuō)：“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(dāng)你開始談?wù)撔酒瑫r(shí)，情況也是如此。我們的想法是降低IP共享的障礙，比如說(shuō)，“讓我們朝著一些通用的接口前進(jìn)，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。”
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