中國晶片的發展

中國晶片的發展，在網路科技快速發展的時代裡，網路技術軟體是人們生活中必不可少的一個部分。今天的我們似乎離不開手機，手機的產生也離不開晶片。下面分享的是中國晶片的發展。

中國晶片的發展1

中國晶片產業還處於發展階段，個人很看好發展前景。

首先，隨著科技的進步，電子產品的整合化程度越來越高，很多消費類電子產品傾向於一顆主晶片加簡單的外圍電路就實現，這對晶片行業提出了需求，同時也降低了整機廠商的門檻，更多的產品形態被創新，更多的晶片需求量爆發出來。從複雜的電腦cpu，到手機SoC，到mp3，智慧音響，小到電子-煙等等，晶片的需求量十分巨大。

其次，大家都知道，連續10年我過的晶片進口額都大於石油，證明我國的晶片市場需求是擺在那裡的。我國本是人口大國，這些年我們在從山寨到自主的路上也基本邁開了步伐，前面提到的很多產品形態被創新，其實很多創新就是我們自己的市場行為。所以，從整個大市場的需求到國內的需求都是明確切有量的。

再則，晶片的核心地位在電子產品中毋庸置疑。中芯事件也好，還是老美加稅也好，雖然我們都不怕，但始終被人掐著脖子肯定是不行的。

所以，這些年國家層面一直在大力扶持本土的晶片企業，成立了國家大基金，雖然很多嘲諷的聲音在質疑拿了大基金的企業是在浪費國家的錢，但我們應該看到積極的一面，大基金帶動了更多的資本投入到中國晶片產業裡，像紫光這樣有體量的晶片企業都是收益者，還有製造端的中芯國際等等。

還則，中國的晶片設計人才越來越多，也越來越成熟，能有力的支撐這個行業的`健康發展。

最後，中國從晶片設計，到晶片製造，封測，整機研發整個產業鏈逐步完善，尤其是整機方面，有產品形態的創新，反過來對晶片提出市場需求，相互提升，相信這個市場化的形態會越來越完善。

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一、為什麼會制定chiplet技術標準

1、Chiplet興起的背景及緣由

chiplet技術是利用先進的整合技術（比如 3D integration），整合封裝一些實現特定功能的晶片裸片（die），形成一個系統晶片。通俗來講，它就好像是搭積木一樣，通過一組小晶片混搭成“類樂高”的元件。

歷史溯源

chiple是來自1970年 DARPA 的 CHIPS專案，相關概念源自當時誕生的多晶片模組，即由多個同質或異質等較小的晶片組成大晶片。意思是，將設計在同一個SoC中的晶片，拆分成許多不同的晶片，分別製造後再封裝起來組成一個晶片。

這些被拆分的晶片，就被稱為：Chiplet，中文稱為“小晶片”。

技術發展原因

晶片發展的幾十年，一直離不開摩爾定律，但隨著晶片的不斷向先進製程發展，其高階晶片的設計成本大幅增加。據IBS資料顯示，設計一顆28nm晶片成本約為5000萬美元，而7nm晶片則需要3億美元，3nm的設計成本可能達到15億美元。

另外，流片費用變得越來越高昂，流片成功率也變得越來越低，導致整個晶片成本也在不斷提升。這時就需要更高良率、更低成本的新技術出現，而chiple也就伴隨著這樣的需求應運而生。

2、技術應用

國內

國內最早嘗試Chiplet是華為海思，早在2014 年，海思與TSMC（臺積電）合作過Chiplet技術， 當時的CoWoS 合作產品就上了新聞。當華為在晶片技術封鎖之下，Chiplet可能會成為華為渡過難關、保持勁頭的一種解決方案。去年，有訊息傳出，華為正在嘗試雙晶片疊加，將利用3DMCM封裝的Chiplet。

海外

2015年，Marvell創始人周秀文在ISSCC 2015上提出MoChi（模組化晶片）架構概念。隨後，AMD率先將chiplet應用於商業產品中。

臺積電發展先進封裝技術已有多年，兩項關鍵技術CoW（Chip on Wafer）為基板上封裝矽晶片，WoW（Wafer on Wafer）為基板上再層疊一片基板。2021年8月份，臺積電公佈了第五代CoWoS先進封裝技術，其電晶體數量是第三代20倍。

2022年3月初，蘋果釋出了最新電腦晶片M1 Ultra，其中將兩枚M1 Max晶片“粘連”而成的“膠水”封裝大法，同樣屬於chiplet技術範疇。這裡不得不提一下，技術特點和臺積電的CoWoS封裝技術很相似，也就是說和華為的技術研究方向一致。

3、chiple技術標準急需制定

其實通過以上背景不難看出，工藝提升效能遭逢瓶頸，單晶片設計的技術路線很難繼續走下去，向基於chiplet的晶片設計技術轉型，已經是許多晶片產業鏈頭部玩家的共識。

但，對於chiplet來說，還是屬於新興技術領域，如果許多晶片企業一起加入這一領域，會涉及到多家同時在做各種功能晶片的各類設計、互連、介面。如果沒有統一的標準，市場和生態是做不大的，也不利於整個產業鏈的健康發展。

因此，chiple技術標準急需制定，國內國外都在制定自己的標準。

3月2日，英特爾領銜，AMD、Arm、臺積電、三星等十個晶片巨頭加入，組合一起制定自己的chiplet標準UCIe。

而國內在2021年就開始籌備，小晶片（chiplet）標準：《小晶片介面匯流排技術要求》，爭取在新賽道上，能夠搶先一步。早一點定下標準，可以早一點落實到實際中，為中國晶片企業尋求一個統一的技術標準。

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中國晶片的發展與未來

中國半導體發展一直受制於海外。後來龍芯的出現，倒是令國人為之興奮了一陣，但是其效能只相當於奔騰4，與因特爾的晶片技術差距至少在2代以上。

在生產具體的電腦產品，以及如何獲得更多的軟硬體廠商支援上都面臨著較大的挑戰。中國芯更多的問題還在於產業化和資金的問題。專家指出，如果設計16納 米晶片技術，就需要1。5億美元到2億美元的投入，所以高階晶片的設計一定需要政府的支援。

而且現在生產中國芯除了自身的效能要過關，可能需要更多的第三 方軟硬體廠商來支援，相對於發展比較成熟的美國半導體行業。

中國的半導體行業和全球新興的半導體行業一樣，還有一段很長的路要走。比如市場是否能夠接受支援一款新興的晶片，第三方應用軟體和硬體能否支援以及生產技術是否成熟等。

為中國晶片帶來什麼樣的發展機遇？

1、突破技術封鎖

在華為被老美限制晶片的事件中，可以看出，一旦相關核心技術受阻（比如先進製程），我們將會被卡脖子。

而國內“小晶片”標準的制定，就是為了幫助國內積體電路互連技術發展，可以解決我們完全無法使用先進製程的問題。例如：華為採用兩個14nm的晶片，通過chiplet的方式，使其效能和功能接近7nm工藝的晶片效能；蘋果將兩枚M1 Max晶片，“粘連”而成的電腦晶片M1 Ultra。

如果國內“小晶片”標準制定好後，再次遇到先進製程被卡，我們可以繞道實現技術目的。

2、利於助力國內廠商

由於國內的廠商目前封裝技術，還不足以與國際巨頭相提並論，因此國際上的一些標準可能還不完全符合我國國情。

而《小晶片介面匯流排技術要求》相關標準更符合國內廠商，打造我國原生的技術標準，比如：在物理層，國外chiplet標準僅支援單端號（一根線），而國內的標準同時支援單端訊號和差分訊號（一對線）。

之所以我國要走自己的路，是為了加速國產化替代，並建立自己的產業生態圈。但，在變革的同時，我們也做好了應對一切衝擊的準備。

3、同時起跑機遇大

“小晶片”技術的研究，基本上國內外都是同時進行的，國內的標準制定幾乎與國外的是同步時間。

國內初稿方案在2022年第一季度已公示，而國外UCIe標準的第一版，也是在2022年1月份釋出。兩者幾乎同時，站在同一起跑線上，說明國內對於chiplet的研究並不輸給國外。

遙想很多技術都是彎道超車，而此次“小晶片”標準制定卻是國內外同時起步，更有機會共同進步，甚至在該領域國內有領先的發展機遇。