中國芯片標準”正式發(fā)布，國產(chǎn)替代全面加速！

前言

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。

《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)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(xiàn)技術(shù)要求》標準概況圖

據悉，這是中國首個(gè)原生Chiplet技術(shù)標準，對于中國集成電路產(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。而從長(cháng)遠上來(lái)看，也有助于打造國內芯片產(chǎn)業(yè)的軟件和硬件生態(tài)，我國擁有世界上最大的芯片市場(chǎng)，因此國外廠(chǎng)商無(wú)疑也將會(huì )陸續適配我們的小芯片標準，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)標準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?！?，這一概念最早在2015年提出，是指預先制造好、具有特定功能、可組合集成的晶片（Die）。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，相對于單獨為一個(gè)整體的傳統芯片，Chiplet則像是樂(lè )高積木，不同形狀、大小、功能的小芯片，加上必要的電路設計，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，用異構的方式形成全新的系統級芯片

總之，小芯片技術(shù)是一種芯片“模塊化”的設計方法，也是異構集成的封裝技術(shù)。

在摩爾定律逐漸放緩的當下，如果繼續提高半導體工藝制程，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，小芯片設計近年來(lái)成為處理器行業(yè)的主流。

最初，Chiplet技術(shù)被AMD率先大規模應用于商業(yè)產(chǎn)品。2019年，國內企業(yè)華為也開(kāi)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)內巨頭AMD、英特爾、臺積電等的推動(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(kāi)始入場(chǎng)，國內芯片企業(yè)也開(kāi)始加緊布局。

02我國為何急需原生Chiplet技術(shù)標準？

對于芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，行業(yè)標準的制定尤為關(guān)鍵，否則，市場(chǎng)和生態(tài)就無(wú)法發(fā)展壯大。

國內某芯片定制公司董事長(cháng)表示，“各家半導體IP提供商，只要擁有一定的芯片設計能力，都可以生產(chǎn)Chiplet，但是不同廠(chǎng)商之間的Chiplet如果沒(méi)有統一的接口，就無(wú)法相互之間進(jìn)行通信和協(xié)同。如此一來(lái)，各廠(chǎng)商的Chiplet就會(huì )形成孤島，不能和其他Chiplet進(jìn)行組合和配對，市面上就沒(méi)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?！?/span>

面對成千上萬(wàn)種的“樂(lè )高積木”小芯片，用戶(hù)能做任意組合、拼接，依靠的是統一的插口。因此，互連接口標準化就起到了連接各個(gè)Chiplet廠(chǎng)商的作用。

基于此，國外芯片企業(yè)已經(jīng)在聯(lián)手推動(dòng)Chiplet接口規范的標準化。

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

UCle的制定很有可能成為Chiplet技術(shù)的主流標準，對于行業(yè)來(lái)說(shuō)自然是有利因素。然而，對于國內企業(yè)來(lái)說(shuō)，卻未必會(huì )從中受益。

上文提到，UCle的標準發(fā)起者中，沒(méi)有一家大陸企業(yè)，因此，真正的主導權并不在我們手中，這一標準對中國芯片企業(yè)的開(kāi)放程度將會(huì )怎樣還未可知。有專(zhuān)業(yè)人士表示，實(shí)現參考設計所需要的技術(shù)細節，在目前的Chiplet標準協(xié)議根本找不到。實(shí)際上，一些標準的細節還被美國限制不可對中國企業(yè)開(kāi)放。

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

此外，中國計算機互連技術(shù)聯(lián)盟（CCITA）秘書(shū)長(cháng)郝沁汾表示，在國內研發(fā)先進(jìn)制程受到客觀(guān)影響的大背景下，企業(yè)對于屬于中國的Chiplet技術(shù)標準的訴求是比較強烈的。很多國內本土廠(chǎng)商都希望去應用Chiplet技術(shù)，也希望國內推動(dòng)這一技術(shù)的標準。

2020年6月，中科院計算所、工信部電子四院以及國內芯片產(chǎn)業(yè)鏈上下游六十多家單位，開(kāi)始共同研究制定小芯片接口標準。如今，《小芯片接口總線(xiàn)技術(shù)要求》團體標準終于正式面向世界發(fā)布。

這一標準的推出，將為國內芯片企業(yè)解決關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，也會(huì )為國內芯片產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨****展機遇。

總 結

眾所周知，國外在芯片領(lǐng)域起步較早，因此很多標準都由是國外公司來(lái)制定的。而此次，在Chiplet上，中國自己制定了相關(guān)標準，對于國內芯片產(chǎn)業(yè)，無(wú)疑是一項重大利好。

在Chiplet已然成為芯片行業(yè)發(fā)展趨勢之時(shí)，我國通過(guò)首個(gè)小芯片標準的發(fā)布，有望搶占先機，降低對美、韓系技術(shù)的依賴(lài)，加速?lài)a(chǎn)化替代進(jìn)程。

當然，這或許還有很長(cháng)的路要走，但從長(cháng)期來(lái)看，Chiplet這條新賽道，是中國芯片產(chǎn)業(yè)實(shí)現“彎道超車(chē)”的絕佳機會(huì )，讓我們拭目以待。

參考資料：

鎂客網(wǎng)：《“中國芯”提速！首個(gè)國產(chǎn)“小芯片”標準發(fā)布 專(zhuān)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？》