自成一派？這次中國擁有了屬于自己的Chiplet標準！

每當芯片行業(yè)中出現一個(gè)新的技術(shù)趨勢時(shí)，制定規則的幾乎都是歐美大廠(chǎng)，在概念和技術(shù)的領(lǐng)先優(yōu)勢下，其他人只能跟在后面按照規則玩游戲。但這一次，中國推出了自己的Chiplet（小芯片）標準。

12 月 16 日，在 “第二屆中國互連技術(shù)與產(chǎn)業(yè)大會(huì )”上，首個(gè)由中國集成電路領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)和專(zhuān)家共同主導制定的《小芯片接口總線(xiàn)技術(shù)要求》團體標準正式通過(guò)工信部中國電子工業(yè)標準化技術(shù)協(xié)會(huì )的審定并發(fā)布。

據介紹，這是中國首個(gè)原生 Chiplet 技術(shù)標準。

Chiplet，芯片界的樂(lè )高

簡(jiǎn)單表述一下什么是Chiplet。

借用長(cháng)江證券研報給出的解釋?zhuān)^的Chiplet，是一種可平衡計算性能與成本，提高設計靈活度，且提升IP模塊經(jīng)濟性與復用性的新技術(shù)之一。

本質(zhì)上是IP核芯片化的小芯粒，將SoC分解為單獨的、預先在工藝線(xiàn)上生產(chǎn)好的、實(shí)現特定功能的芯片裸片，再將這些模塊化的小芯?；ミB起來(lái)，并通過(guò)2.5D或3D的技術(shù)封裝在一起，從而形成一顆異構集成系統級芯片。

Chiplet模式是在摩爾定律趨緩下的半導體工藝發(fā)展方向之一。該方案通過(guò)將多個(gè)裸芯片進(jìn)行先進(jìn)封裝實(shí)現對先進(jìn)制程迭代的彎道超車(chē)。與傳統的SoC 方案相比，Chiplet 模式具有設計靈活性、成本低、上市周期短三方面優(yōu)勢。近年國際廠(chǎng)商積極推出相關(guān)產(chǎn)品，如華為鯤鵬920、AMD 的Milan-X 以及蘋(píng)果M1 Ultra 等。

被寄予厚望的“小芯片”

大約在一年前，也就是2021 年 5 月，中國計算機互連技術(shù)聯(lián)盟（CCITA）在工信部立項了 Chiplet 標準，即《小芯片接口總線(xiàn)技術(shù)要求》，由中科院計算所、工信部電子四院和國內多個(gè)芯片廠(chǎng)商合作展開(kāi)標準制定工作。

其實(shí)，在中國推出自己的小芯片標準之前，國際上已由英特爾、AMD、臺積電等芯片公司聯(lián)合成立了Chiplet聯(lián)盟，并定制了UCIe1.0標準，計劃對原本各家自有的Chiplet技術(shù)進(jìn)行規范，對接口和協(xié)議等方面形成統一公認的標準，以此推動(dòng)Chiplet生態(tài)建設。但由于近年來(lái)國際形式復雜多變，一味依靠國際標準很難保證技術(shù)的平穩長(cháng)久發(fā)展，國內行業(yè)需要從標準到應用生態(tài)中的每一環(huán)都獨立可控。

因此，擁有自己的Chiplet標準對中國集成電路產(chǎn)業(yè)延續“摩爾定律”，突破先進(jìn)制程工藝限制具有重要意義。

與國際標準互不沖突

《小芯片接口總線(xiàn)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 )交換芯片等應用場(chǎng)景的小芯片接口總線(xiàn)（chip-let）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。

據介紹，小芯片接口技術(shù)有以下應用場(chǎng)景：

·        C2M (Computing to Memory)，計算芯片與存儲芯片的互連。

·        C2C (Computing to Computing)，計算芯片之間的互連。兩者連接方式：

·        采用 并行單端 信號相連，多用于 CPU 內多計算芯片之間的互連。

·        采用 串行差分 信號相連，多用于 AI、Switch 芯片性能擴展的場(chǎng)景。

·        C2IO (Computing to IO)，計算芯片與 IO 芯片的互連。

·        C2O (Computing to Others)，計算芯片與信號處理、基帶單元等其他小芯片的互連。

此標準列出了并行總線(xiàn)等三種接口，提出了多種速率要求，總連接帶寬可以達到 1.6Tbps，以靈活應對不同的應用場(chǎng)景以及不同能力的技術(shù)供應商，通過(guò)對鏈路層、適配層、物理層的詳細定義，實(shí)現在小芯片之間的互連互通，并兼顧了 PCIe 等現有協(xié)議的支持，列出了對封裝方式的要求。

雖然我們擁有了屬于自己的小芯片標準，但畢竟UCIe1.0標準是全球業(yè)內統一的標準，因此認可度和適用性更加廣泛。據了解，中國的小芯片設計不但可以使用國際先進(jìn)封裝方式，比如 CoWoS，也可以充分利用國內封裝技術(shù)積累，實(shí)現一種或者幾種成本低廉、重點(diǎn)針對 Chiplet 芯片架構、可以覆蓋 80% 以上應用場(chǎng)景的先進(jìn)封裝手段。

郝沁汾作為中國小芯片標準的主要發(fā)起人和起草人，他在談到中國發(fā)布的小芯片相關(guān)技術(shù)標準時(shí)指出：“中國的小芯片標準是開(kāi)放的，從標準的協(xié)議到參考實(shí)現都是開(kāi)放的，實(shí)現參考設計所需的技術(shù)細節，我們都可以在標準協(xié)議中找得到。我們將圍繞這樣一套原生的技術(shù)標準，進(jìn)一步完善標準內容，開(kāi)發(fā)相應的參考設計，并孵化相應的企業(yè)，以推動(dòng)我國集成電路行業(yè)圍繞 Chiplet 技術(shù)形成更加廣泛的社會(huì )分工?！?/p>

至于中國小芯片標準與 UCIe 的關(guān)系，郝沁汾表示，中國小芯片標準更偏重本土化的需求，與 UCIe 并不是競爭關(guān)系，目前 CCITA 已經(jīng)在考慮和 Intel UCIe 在物理層上兼容，以降低 IP 廠(chǎng)商支持多種 Chiplet 標準的成本。

 那么對于中國首個(gè)Chiplet標準發(fā)布，各位讀者是怎么看的呢?