过去一周,芯片半导体受“国产替代”影响,a股和香港股票半导体部门增长强劲。华大上市9天6天累计增长近3倍,芯原股份、通富微电子、方静科技、锐创微纳等股票跌停。
8月5日上市的三只半导体新股中,模拟芯片制造商中威半导体(688380。SS)升至82。广利威(301095)。SZ)和存储芯片厂商江博龙(301308)。SZ)首日上涨77.83%。
周一(8日)开市前,SMIC港股上涨7。1%,而SMIC A股上涨了4。4%.华虹半导体涨5%;中证半导体ETF指数(CSI:H30184)上涨6.8%,创四个月新高,一周涨幅14%.2%,为2020年7月以来首次。
与此同时,半导体行业中一个新的先进的封装技术细分领域——小芯片(chiplet )(也被称为小芯片的“核心粒子”)最近引起了机构投资者的关注。8月4日,阿里巴巴和英伟达宣布加入。小芯片连接生态通用核心粒子联盟;8月7日,国产芯片ip公司财报显示,鑫源股份(688521)。SH)可能成为全球第一家以客户为导向的公司。公司基于该技术的五纳米片上系统(SoC)芯片目前已经获得成功。
然而,这项技术仍然存在争议。有业内人士认为,Chiplet对于解决中国先进芯片技术瓶颈意义重大,是中国市场变道超车的重要技术路径之一。甚至在8月6日,一篇文章说Chiplet是“10年内增长10倍的大好机会”。然而,清华大学的专家指出,Chiplet只是先进芯片制造技术的“补充”,而不是替代品。
争议中的小芯片
小芯片是摩尔定律减速下半导体技术的发展方向之一,也是芯片的一种“模块化”设计方法,或者说异构集成封装技术。
简单来说,Chiplet的不同工艺节点、不同功能甚至不同材料,就像积木一样,通过先进的封装技术(如英特尔推广的EMIB、Foveros、Co-EMIB等封装技术)集成在一起,形成片上系统(SoC),以平衡芯片的计算性能和成本。
与传统的SoC方案相比,Chiplet具有三大优势:设计灵活、成本低、上市时间短。
Chiplet最初创建于2015年,当时Marvell的创始人周秀文在ISSCC2015上提出了MoChi(模块化芯片)架构的概念。核心背景是摩尔定律的减速和先进芯片设计的成本。超微半导体公司公司实现性能、功耗和成本的平衡,公司率先实现性能、功耗、成本平衡的Chiplet应用于商用产品。
苹果小芯片专利和M1Ultra芯片
随后,科技巨头们也嗅到了小芯片技术的商业化前景。苹果今年3月发布的自研M1Ultra芯片,就是通过Chiplet封装方案将两个M1Max芯片互联,实现更高的性能和更经济的解决方案。现有,现有。小芯片还包括封装技术OrganicSubstrates、TSMC无源Interposer(2.5D)和英特尔提出的SiliconBridges。
根据研究机构Omdia数据显示,到2024年,Chiplet全球市场规模将达到58亿美元,比2018年增长9倍。Chiplet芯片市场预计将扩大至570亿美元,比2024年增长近10倍。
基于Chiplet系统的芯片原理图(来源:IEEE大会)
基于Chiplet系统的芯片原理图(来源:IEEE大会)
“(小芯片)在后续工艺中解决7nm、5nm,性能和成本的平衡可以减少大芯片的设计时间和风险。”鑫源CEO戴为民在2020年世界计算机大会上说。
对于中国来说,小芯片技术最大的吸引力在于可以实现不同工艺节点的芯片产品搭配,通过增减小芯片来打造不同功能集的不同产品,降低成本。
例如,该芯片包括存储、通信和通信NPU(神经网络处理器)模块,可以通过I/Odie与28nm、14nm和7nm的不同节点互联,从而创建与7具有相同性能和功能的接触式nm芯片,有助于减少美国对先进技术封锁的影响。
戴为民在今年6月的一次在线会议上表示,小芯片技术使中国能够在计算机和电子设备的核心建立中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)的“战略库存”。
“小芯片解决了中国(先进芯片技术)的瓶颈,意义重大...这项技术为中国提供了一个囤积和囤积Chiplet处理器芯片的机会,以便未来生产更强大的处理器。”戴为民说。
中国计算机互联技术联盟(CCITA)秘书长、中科院计算所研究员郝在接受媒体采访时表示,我国可以采用288nm成熟工艺的芯片,通过小芯片封装,性能和功能接近16nm甚至7nm成熟工艺的芯片。
在国内,华为海思是最早研究小芯片技术的。公司一个。其次是芯片ip。公司核心原始股,国内芯片封装龙头企业长电科技(600584)。SH)、通富微电子、华天科技等企业都在争取小芯片技术。据中国证券报记者统计,a股共有8只小芯片概念股。
8月5日,长电科技称,公司2021年,推出支持小芯片技术的风扇封装解决方案;鑫源表示,计划于2022年至2023年继续推进高端应用处理器平台Chiplet,并通过客户合作项目和产业投资不断推进方案的迭代研发,不断推进Chiplet平板电脑、自动驾驶、数据中心等领域的产业化。
然而,清华大学教授魏少军认为,小芯片处理器芯片是先进制造技术的“补充”,而不是替代品。"目标是在成本可控的情况下实现异构集成."
清华大学集成电路研究院院长吴华强也表示,小芯片是其先进芯片制造的替代品,但它们可能有助于中国建立一个“战略缓冲区”,以提高本地性能和计算能力,制造数据中心服务器芯片。
综合考虑成本、性能等因素,魏少军认为,小芯片最大的应用场景主要包括计算逻辑和计算逻辑DRAM(动态随机存取存储器)的集成,手机领域集成小芯片通过手机领域集成多个粒子以节省体积,汽车、工业控制、物联网等领域。
小芯片中国在关键技术标准和接口方面正在迎头赶上。今年3月2日,英特尔联合英特尔。UCIE(Universal chip let connect express)国际产业联盟由AMD、Arm、谷歌云、高通、Meta、微软、三星、TSMC、Sunmoon等10家半导体行业上下游企业组成,旨在推动国际产业联盟小芯片互联标准化,构建开放生态。目前国内包括阿里巴巴、鑫苑、新耀汇等企业也纷纷加入进来。
中国科学院微电子研究所封装中心副主任王启东表示,Chiplet仍有一些技术障碍需要克服。例如,封装一个14纳米的节点芯片来执行7纳米芯片的功能,可以增加40%的功耗。“即使我们能找到技术解决方案,另一个挑战是如何控制成本。我想现在没有人很清楚这一点。”
魏少军认为,中国的集成电路产业仍处于追赶过程中,小芯片的出现并不能带来根本性的改变。但是,在中国的企业可以利用在中国的企业的帮助。Chiplet发展应用更快,推动其向标准颗粒方向转化。
内忧外患的关键时刻
“中国的半导体发展正面临非常关键的时刻,可以用外患内忧来解释。”8月5日,魏少军在线视频,