集微網消息(文/小北)9月9日,在無錫舉行的2019中國半導體封裝測試技術與市場年會上,中國工程院院士許居衍進行了《復歸于道-封裝改道芯片業》的演講,指出歷史事件猶如枝上嫩芽,總在它要長出的地方露頭,結出果子。
對于單片集成,小就是“大”,“大”的指導思想就是將更多元件塞進集成電路。而隨著單片集成的不斷推進,許居衍院士認為,已經“偏離”了初衷——電子系統基本要求是使用最經濟的資源,實現最理想的功能。這包括內架構與外環境的優化、高性能與低功耗的兼顧、小體積與長壽命的融合。
而集成電路過去幾年一向強調PPA,即更高的性能、更低的功耗、更小的面積。許居衍院士認為強調,這個邏輯方向到了需要修正的時候了。
許居衍院士進一步指出,經典的2D縮放已經“耗盡”了現有的技術資源。將更多元件塞進集成電路帶來周期長(18~36個月)、投入大、風險高、重復性(芯片大都有PCIe DDR接口)、面積大(復雜成品率低)、資源多(SoC團隊無縫協同)等問題,現在通過節點實現性能翻番的方法已經失靈,因此要走出單片集成。三維集成成熟、多片反勝單片成為走出單片集成的契機。
這也是實現螺旋復歸的契機。不過值得注意的是,許居衍院士指出,從“MCM”再到“MCM”,前者中的“C”代表軟IP,后者中的“C”代表硬IP。
早在2015年,就有華裔團隊“試水”模塊化芯片。
2017年,在ERI中設立了名為CHIPS的項目,其愿景是打造離散的、適當節點制造的多樣化芯粒(chiplet)生態系統,開發模塊化芯片并將之(和其他異質元件)組裝成更大系統(模塊)的系列設計工具、集成標準和IP塊,參與單位包括英特爾、美光、Cadence、Synopsys、波音、密歇根大學等。
而這也得到了四方響應,2018年10月,7家公司成立ODSA組織,到今年上半年已達到53家,其目標是——制定芯粒開放標準、促進形成芯粒生態系統、催生低成本SoC替代方案。
此外,目前很多公司已經創建了自己的生態系統,例如英特爾就旨在推動芯粒標準。
后摩爾時代的單片集成向多片異構封裝集成技術“改道”是重要趨勢。許居衍院士指出,異構三維封裝提供更高的帶寬、更低的功率、更低的成本和更靈活的形狀因子;集工藝選擇、架構設計、商業模式的靈活性。因此,降低了單片SoC高NRE的挑戰,贏得快速上市時間的好處。
許居衍院士表示,看好多片異構集成技術的潛力。
不過,許居衍院士也指出了芯粒模式仍面臨很多挑戰,其成功與否的關鍵在于芯粒的標準和接口,例如尚缺乏標準的組裝或封裝芯粒的方法,有待選擇芯粒之間的互連方案,需要建立芯粒的驗證和測試方法以溝通設計和制造,需要建立芯粒制造、封裝和集成商的供應鏈關系等。
此外,許居衍院士也介紹了國內的先進封裝動向。
許居衍院士強調,芯粒將驅動半導體工業的未來,而這是一場即將到來的MCP海嘯。此外,大型芯片制造商正在轉向芯粒,這是方向的重大轉變。
因此,若干年后是否會形成一個開放的產業生態、是否要建立芯粒生態推進聯盟是值得行業思考的問題。