Chiplet助力大陆厂商“换道超车”？如何避免落后才是真问题

集微网动静，继台积电与三星之后，全球第三大晶圆代工企业联华电子（UMC）近日也在3D IC范畴有了新动做。该公司将与EDA巨头西门子联袂，为其客户供给芯片-晶圆（C2W）、晶圆-晶圆（W2W）键合所需的三维集成电路规划、组拆验证和寄生参数提取工做流。

联电此番动做，应是为其年报中提到的、拟于2023年推出的3D IC混合键和工艺停止展垫。而将视野进一步放宽，又一家集成电路前端造造环节“大厂”在3D IC范畴拓展规划，则标记着那条“赛道”进一步逼近大规模财产化阶段，差别厂商传教的理念愿景与演示的手艺才能，将越来越难“豁免”实在贸易世界查验。

掌握造造手艺不等于贸易胜利

以2.5D/3D堆叠多个裸片/芯粒（chiplet）构成的3D IC，因为能够实现传统SoC各片上模块的“解耦”，为芯片功用、性能、成本、开发周期的综合优化供给了全新想象空间，其效果也已经通过AMD等公司的前驱性产物得到验证。

凭仗“续命”摩尔定律的手艺愿景和助力大陆厂商“换道超车”的财产前景，3D IC相关概念的影响力业已“破圈”，以至在A股市场还催生了所谓的“Chiplet板块”，反映出外界对大陆相关厂商的等待之高。

与如许的等待相唤应，大陆厂商在相关范畴也已积极规划，以创建芯粒间互连行业原则为目标的UCIe联盟中，目前就已吸纳了包罗长电科技、通富微电等在内的十余家大陆地域会员。

不外，3D IC或许一如千禧年之初勃兴的SoC理念，虽然其所显示的增量市场空间看似宽广，先发厂商与后来者的身位差距也看似接近，但新形态产物的根底手艺与潜在客户资本，仍然相当水平上掌握在传统巨头手中，因而关于大陆厂商而言，增量时机往往“看到”却不随便“食到”，与其醒心于“换道超车”的愿景，更重要的课题或许是如何制止被优势厂商加速甩开。

不成承认，目前大陆厂商在3D IC所需的TSV、减薄、键合等关键手艺上已经有必然建树，但是3D IC产物要从概念详细落地，实现大规模财产化，除了埋头攻关关键手艺，大陆厂商还必需通过对EDA东西的认证妥帖，打造外部设想公司与造造、封测企业之间的“接口”，在3D IC对芯片逻辑设想、物理设想、造造、封拆提出更密切协同要求的情状下，如许的做法出格需要。

芯华章科技首席市场战术官谢仲辉就向集微网表达，比来炽热的Chiplet概念包罗了良多EDA相关的新手艺：“好比说跟造造相关的包罗封拆里面功耗阐发、散热阐发等，Chiplet芯片的设想验证也对传统EDA提出了新的要求。特殊是在验证手艺和东西方面，现实上已经成为Chiplet开展的瓶颈之一。目前，Chiplet还以单一公司完成全系统为主，但将来多厂商协做的新型Chiplet形式会把传统SoC流程突破，并在IP建模、互连架构阐发等系统级性能（Performance）、功耗（Power）和功用（Function）验证方面，提出新的验证需求，而不单单是处理了造造问题，就能实现全新的Chiplet财产构造。”

从那个角度看，联电此次联袂西门子无疑展现出了“大厂”的老道，联电方面负责人郑子铭（Osbert Cheng）就谈到，“我们配合的客户对高性能计算、RF 和 AIoT 等利用的 3D IC 处理计划越来越感兴致，与西门子的协做有助于加快其集成产物设想的上市时间。”

值得一提的是，联电早在2013年即推出过3D IC产物，由联电完成TSV造造，在协做OSAT厂商完成键合、减薄、露出等工序，而此次联电推出混合键和工艺，无疑展现出向中道、后道造程进一步扩展规划的企图。

3D IC开垦国产EDA新机遇

相较畴前道环节向后扩大的联电等代工场，大陆在3D IC手艺研发上往往以从后道向前规划的封测企业更为热心，而很多封测企业在传统财产生态下，还习惯于通过自建团队和内部东西为客户停止简单的电、热、力特征仿实阐发，以客户为中心的设想办事流程、东西、系统建立相对滞后。

一位国内EDA业界人士也向集微网表达，3D IC造造封拆手艺上大陆厂商“差距也不是那么大，但是确其实那个设想平台上面是有一些差距”。

该位人士阐发，招致那一现状的原因一方面是大陆厂商面向的客户群体中，有相关需求的客户较少；另一方面，国内面向3D IC的贸易EDA东西链也尚不完美。

事实上，即使在全球范畴内，虽然目前已有多种单一东西可用于设想3D IC，但设想团队相当水平上仍然需要自行摸索设想办法、整合开发流程，积存体味数据，很难到达抱负中的开发效率。单一东西在架构设想、规划规划、物理实现、参数提取、阐发仿实、测试验证等各环节上仍然处于较早期开展阶段，存在一系列有别于SoC的艰巨手艺挑战，3D IC高密度堆叠的特征，也决定了其在初始设想阶段就需要来自OSAT甚至PCB等跨范畴工程师的深度协同，以实现全局优化。

有鉴于EDA生态对3D IC走向大规模财产化的关键性意义，大陆厂商在那一范畴理应有所做为，而3D IC设想办法学和东西链未臻完美的现状，关于本土EDA厂商也创造了一些细分时机。

立芯软件科技CEO潘培琛在承受集微网摘访时表达，3D IC所需要考虑的物理因素更为复杂，对EDA东西提出了新的需求，例如IC/封拆的协同优化，TSV通孔、硅中介层等的引进城市产生新的约束，需要着眼于系统整体性能停止综合；再如差别裸片高密度细节距互连，关于规划及布线规划也需要开发新的东西以实现更优化。

潘培琛指出，从客户角度看，3D IC设想人员当然会期看将所需的功用集成在统一个设想情况，单点东西之间还需要有同一的数据格局、接口，从而包管设想企图与数据传递的一致性，本土EDA厂商能够发扬在单一东西上的合作力，借助同一原则实现结合。

摘访中，潘培琛还阐发了3D IC对EDA/IP贸易生态的深远影响，当硬IP成为物理形态的chiplet，将有助于更多系统公司、IT公司踏足IC设想，间接摘购集成chiplet有看成为代工场流片的替代抉择，而做为裸片/芯粒的赐与方，一部门芯片公司可能向一站式处理计划平台的标的目的演进，通过向客户供给体味证的base die以及其上丰富的自有或第三方功用芯粒组合，进一步降低客户营业启动门槛。以AMD公司的Infinity Architecture模块化架构为例，就规划在保留CPU、GPU核心的情状下，容许客户引进其自研或第三方功用模块，快速实现定造芯片开发，那契合良多互联网大厂在数据中心营业上的需求。

不外新的贸易生态、贸易形式起点固然已构成必然水平的共识预期，但财产构造重塑的详细途径仍然充满未知，潘培琛就认为，从IP到IC设想，将来以何者为核心重构贸易形式尚难意料，摸索尚需时日，那可能也恰是财产变化期百舸争流的魅力所在。

结语

总体而言，跟着传统SoC办法表露出越来越多的局限性，产学研用各方面的变化合力，正鞭策3D IC手艺与贸易形式理论不竭积存，日益逼近大规模财产化的发作点，联电等成熟造程代工场的本色性规划，恰是其生命周期临近新阶段的明显信号，在那一方兴日盛的范畴，已经具备更扎实根底的中国集成电路财产界，当有更大的担任与做为。（校对/武守哲）