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Chiplet是什么?5分钟看懂芯粒背后的封测机会

作者: 预见大模型 AI技术 顶级公司 AI芯片 #AI芯片 #顶级公司 #AI技术

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一、芯片撞墙:摩尔定律不灵了

你可能没想过,手机芯片、电脑CPU(中央处理器,电脑“大脑”)这些“指甲盖大小”的东西,已经逼近物理极限。摩尔定律 (芯片晶体管18–24个月翻一倍、成本下降的规律)曾是行业的圣经,如今像一个年迈的拳王,喘着粗气,拳头挥不动了,速度和力量都停在了原地。

芯片做大,就像烤一张超大号披萨。面积越大,越容易烤糊。只要落一粒灰尘,整张披萨全废。良率 (合格率,坏一颗就废整片)低得吓人,成本飙得离谱。你想造一个“超级芯片”?对不起,工厂只能告诉你——“做不出来”。

这就是现实:传统的Monolithic (整块芯片,不可拆分的设计)走到死胡同,行业必须换条路。Chiplet (小芯粒,把大芯片拆成模块)就是被逼出来的答案。

二、Chiplet是什么?芯片界的“乐高积木”

别被高大上的名字吓住,Chiplet不是什么新材料,而是一种造芯片的方法论:把大芯片拆开,分成小模块,再拼起来

过去的芯片像一块完整玉石,雕刻精美,但一旦裂纹,全盘报废。Chiplet的思路是:别再当玉雕大师了,去学乐高玩家。先造一堆功能单一的小芯片——有的负责算力(CPU/GPU),有的负责输入输出(I/O,数据进出通道),有的负责存储,再通过封装技术拼装成“大芯片”。

这不是用胶水黏,而是用2.5D/3D封装 (先进封装,把芯片水平/垂直拼起来):

2.5D :好比几栋楼建在同一片地基上,用地道连通。靠Interposer (中介层,芯片底板)连接。

3D :摩天大楼,用TSV (硅通孔,上下打通的“电梯”)直接上下沟通。

更关键的是接口标准。没有统一的插口,再好的乐高也拼不起来。于是,英特尔、台积电、AMD牵头搞了一个 UCIe (通用芯粒互连标准,像USB口)。2025年8月发布的UCIe 3.0 ,把速率从32GT/s提升到64GT/s,并增强可管理性和延迟控制,这才是真正的Chiplet“宪法”。

三、为什么Chiplet能改变游戏规则?

性能:坐电梯比跨省开车快

以前数据要在一整块芯片里横穿南北,就像跨省开车。现在Chiplet用3D堆叠,数据交换变成上下楼坐电梯。AI训练这种海量搬数据的场景,延迟显著降低,能耗也减少,这是实打实的算力红利。

成本:小披萨比大披萨更省心

AMD的EPYC (霄龙,服务器CPU品牌)是经典案例。原来一块巨芯片良率只有约40–50%,成本高得吓人。拆成多个Chiplet后,据业内测算,单个模块良率可提升至70–80%,坏一个换一个,总成本大降。AMD就是靠这招,从“半死不活”翻身把Intel打得措手不及。到2025年,EPYC服务器CPU的最新全球市占率已接近25%,而2017年不足1%。

灵活性:像配电脑一样选件

你装机时CPU选Intel,显卡选NVIDIA,内存买三星,随心搭配。未来芯片也一样:要算力就多加几个GPU Chiplet,要低功耗就换成成熟工艺的模块。异质集成 (不同工艺、不同功能的芯片组合)让芯片像电脑DIY一样灵活。

模式:买积木比从零雕玉快

以前公司要自己从零做全功能SoC(系统级芯片,把所有功能塞进一片)。未来可以像引用论文一样,买别人现成的IP (知识产权模块,成熟电路设计),直接拼装。研发周期缩短一半,资本开支骤降。对投资者而言,这意味着研发效率提升、投入更可控,利好设计公司和封装厂商的盈利质量。

四、谁在拼这场“积木大战”?

AMD :先行者,靠Chiplet设计把EPYC打造成服务器霸主。

英特尔 :又当运动员又想当裁判,推UCIe标准,试图掌控话语权。

台积电 :背后的军火商,2.5D/3D封装技术是命脉。它的CoWoS (台积电2.5D封装方案)和SoIC (3D堆叠技术)产能紧箍咒,决定Chiplet能否大规模落地。2025年,主要AI芯片厂商(英伟达、AMD、超大云厂商)都在争夺台积电的CoWoS产能。

英伟达 :GB10 CPU+GPU双芯粒方案,Hot Chips 2025的明星。黄仁勋的算盘很简单:Chiplet让他继续统治AI算力。

中国机会

机遇 :在先进制程被卡脖子时,Chiplet提供一条“弯道超车”的路。用成熟工艺做特定功能的Chiplet,照样能拼高端芯片。

挑战EDA (电子设计自动化工具,芯片设计软件)不足,IP生态薄弱,先进封装能力有限。华为的四芯粒专利说明中国厂商在摸路子,但尚未进入量产。

五、Chiplet的烦恼:热、贵、难拼

不过别急着欢呼,Chiplet也没那么完美。

设计复杂度爆炸 :几十个Chiplet协同工作,验证测试难度堪比造航母。

封装瓶颈 :台积电CoWoS就像限量版茅台,供不应求,产能撑不住。

散热问题 :3D堆叠热量集中,楼上芯片容易被“烤糊”。

标准化不足 :UCIe只是开始,不是所有厂商都买账。

但未来想象更大:

芯片会像微型数据中心,不同Chiplet像网络节点互联。

AI算力需求无限膨胀,Chiplet是解决这一难题的有效途径。

从手机到超级计算机,定制化、异构化的Chiplet将无处不在。

换句话来说,Chiplet不是光靠设计师画几张电路图就能落地的。真正掣肘产业的,是封装和测试(封测)的约束;与此同时,高端PCB(印刷电路板)因高速互联需求正在快速放量。对投资者而言,封测与PCB属于更容易形成业绩兑现的环节,可以重点关注。

六、结语:一场指甲盖上的革命

Chiplet不是点缀,而是半导体的续命针。它让摩尔定律换了赛道,从“挤牙膏”变成“拼积木”。

未来的赢家,不是能造多大一块芯片的公司,而是能拼出最强组合的玩家。资本市场也在下注:谁能把积木拼成帝国,谁就能站在新周期的顶端。而先进封装与Chiplet标准化,将是这场竞赛的真正分水岭。

这场发生在指甲盖上的积木革命,正在悄悄重写世界的算力秩序。

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