随着半导体制程不断逼近物理极限，越来越多研究机构和芯片厂商开始尝试通过 Chiplet 技术，将多个满足特定功能的芯粒单元通过 die-to-die 互联技术与底层基础芯片封装在一起，形成一个系统级芯片，以实现一种新形式的 IP 复用，并提高芯片的性能和集成度。
那么，Chiplet 技术目前处于什么阶段？未来有哪些发展空间？它将如何影响产业的发展？围绕这些话题，第一财经近日专访了奇异摩尔联合创始人、产品及解决方案副总裁祝俊东。
国内 Chiplet 生态处于第二阶段
Chiplet 并非新技术，早在 20 年前，IBM 就开始涉足这一领域，大规模商用则开始于 2015 年左右。
“Chiplet 能够大规模应用的根本原因，一是摩尔定律放缓，依靠制程提升所带来的性能进步在缩小；二是行业对芯片性能的要求越来越高。芯片越做越大，给技术、成本、良率带来了巨大的挑战。”祝俊东表示，“Chiplet 能在保持、甚至提升性能的前提下，把大芯片变小。”
科技研究机构 Omdia 预计，在制造过程中使用 Chiplet 的新器件的全球市场规模将在 2024 年扩大到 58 亿美元，比 2018 年的 6.45 亿美元增长 9 倍；到 2035 年，其市场规模将达 570 亿美元。
按照使用场景划分，当前 Chiplet 主要应用在对性能要求较高的领域，如服务器处理器芯片、人工智能加速芯片、通信芯片、车规级芯片、移动与桌面处理器芯片、晶圆级处理器芯片。
“近几年，以 AMD、英特尔、英伟达为首的大厂，不断拓展 Chiplet 的应用领域，并挑战高性能处理器的算力极限。GTC2024 上，英伟达最新发布的 Blackwell 芯片，其实也是采用 Chiplet 技术把两颗计算芯片连在一起。如今 Chiplet 在网络端、车规芯片、数据中心、高性能边缘端等领域都实现了大规模的应用。”祝俊东表示，需求最大的还是数据中心。此前曾有机构预测，2024 年 Chiplet 数据中心应用占有率会达到 40%，就我的个人感受而言，目前 Chiplet 的实际占有率远超过这个数字。”
除了应用越来越广泛以外，Chiplet 生态也在发生变化。祝俊东认为，Chiplet 生态的发展主要分为三个阶段：
第一阶段为封闭生态，企业完全通过自身 Chiplet 技术设计自有产品；
第二阶段为半开放生态，企业开始接受第三方 Chiplet 技术，或第三方芯粒来构建芯片产品；
第三阶段为开放生态，即市场上出现大量通过 Chiplet 技术提供芯片功能单元的厂商，并具备多样化的工具和成熟、广泛的产业链支持，企业可依据自身需求采购 Chiplet 单元，构建自身的芯片。
“目前国内的 Chiplet 生态处于第二阶段‘半开放生态’。进入第二阶段的核心标志，一是大量产品开始采用 Chiplet 技术，二是行业中诞生了一些专门从事 Chiplet 的企业，无论是提供特定芯粒，还是将已有芯片产品中的某些功能模块（芯粒）单独分离出来，以独立的 Chiplet 形式提供给其他企业使用。奇异摩尔就在此列。”祝俊东表示，国内进入第二阶段的速度较海外更快，但到达第三阶段可能还需要一定时间。”
先进封装是基础，最大挑战仍在设计端
除提升性能外，相比主流系统级单芯片（SoC），Chiplet 还具备降低成本的核心优势，包括研发成本和量产成本。
Chiplet 的优势在于可复用性和灵活性，如在公司自研的其他产品中复用，或采用第三方芯粒减少自身的研发周期和研发成本。“相比 SoC，Chiplet 至少可以降低 20%~30% 的研发成本。特别是当应用行业趋于碎片化，芯片的生命周期和销量在缩小，应用范围也在变窄，对研发成本提出了更高的要求。”祝俊东表示。
在量产成本方面，Chiplet 技术通过将大芯片拆分成多个小芯粒，可以显著提高量产良率，进而降低量产成本。此外，Chiplet 技术无需像 SoC 那样采用统一的制程。企业可以选择仅在核心计算芯粒上使用先进制程，在其他功能电路部分采用成熟制程的策略，进一步降低量产成本。
不过，由于 Chiplet 芯片需基于先进封装，其封装成本较 SoC 有所提升。“传统封装约占据芯片量产成本 10%，先进封装则普遍要占到 30% 甚至更多。但综合来看，Chiplet 还是降低了芯片的研发和量产成本。同时，随着先进封装技术的进步，未来封装成本也有望降低。”祝俊东告诉第一财经。
Chiplet 芯片与 SoC 是芯片产业发展的两条路径，Chiplet 的发展对于封装、IP 厂都会造成一定影响。
“Chiplet 的发展会为封装行业迎来利好，也会带来挑战。Chiplet 对先进封装的需求显著提升了封装在半导体产业的价值和地位；先进封装相较于传统封装具有更高的毛利率；但另一方面，先进封装的技术更复杂，门槛更高，研发和设备的投入也会相应增加。”祝俊东表示。
此外，Chiplet 的发展也为 IP 厂商提供了更多机会。Chiplet 技术需要片内互联，催生了大量的新 IP 需求，如 die-to-die 接口 IP 和部分测试 IP。同时，由于 Chiplet 相对更复杂，对 IP 设计服务（IP service）的需求也显著增加。
先进封装虽是 Chiplet 的技术基础，但在祝俊东看来，行业最大的挑战仍然在设计端。“SoC 是把一个系统放在一个芯片里，但 Chiplet 不同。随着 Chiplet 集中度越来越高，会有更多芯粒加入系统里。如何拆解系统，如何把功能单元拆分开并高效的连接在一起，如何兼顾对软硬件的影响、封装端的制约，才是行业最大的难点，这也是奇异摩尔所致力的。”
