我的一個好朋友兼老同事最近提醒我,活在當下最重要,不必想得太過遙遠。這個建議同樣適用於技術領域。例如,我們應該重視像「英特爾架構日」這種僅往前預測數年的活動,而不要去糾結專家們那些「超越CMOS技術極限」之後的長期預測。qrPEETC-電子工程專輯
這絕不是否認超越摩爾定律的必要性,我們當然可以採用各種獨特的方法來榨出摩爾定律的最後一點價值。恰恰相反,我想提出的警告是,要想維持這些技術半個世紀以來的創新曲線,我們要做的遠不止晶圓工藝和矽晶片級別的集成。我們的機會不僅有短期的,也有長期的。qrPEETC-電子工程專輯
以片上系統(SoC)為例,由於晶片在設計中不斷被添加更多的功能,因此自然而然地,大家把增加矽片集成度的推動力放在了縮放概念上。隨便打開任何一個頂級晶片製造商的產品目錄,你都會立即了解SoC產品的普及程度。這個曾經高大上的名稱現在已變得司空見慣。qrPEETC-電子工程專輯
納善如流,我決定深入研究英特爾在做的事情。儘管有傳言說英特爾已走上末路,但顯而易見,它還在繼續大力投資以推動技術發展。英特爾媒體公關人員一如既往地努力工作,在一些關鍵點上為我們提供易於理解的切入點。qrPEETC-電子工程專輯
英特爾將其發展之路描述為,「下一個計算時代技術創新的六大支柱」。qrPEETC-電子工程專輯
在2020年的架構日上,英特爾高級副總裁兼首席架構師(架構、圖形和軟體)Raja Koduri提出了下一個顛覆性的公司願景,它將推動整個行業超越移動革命(mobile revolution)。Koduri預期,在超越「移生萬物」(Mobile Everything)和「雲生萬物」(Cloud Everything)後,超越萬億次的計算革命和千億級的智能連接設備將創造「智連未來」(Intelligent Everything)。qrPEETC-電子工程專輯
很有意思的暢想不是嗎?但可能有點掃興,但本文討論的更多是涉及當今的技術。qrPEETC-電子工程專輯
所以,我們回頭來看英特爾技術的六大支柱之一,封裝。這就對了,英特爾六大技術支柱涵蓋了用於人工智慧和萬億次計算的全方位新體系架構和軟體,而工藝和封裝被視為其中之一,被給予了與其他支柱技術同等的地位。幾十年來,英特爾憑藉其工藝創新一直是摩爾定律的主要推動者,而認識到封裝的重要性至關重要。qrPEETC-電子工程專輯
眾所周知,英特爾採取了多項舉措,將封裝作為提升集成度的主要角色。qrPEETC-電子工程專輯
英特爾技術人員開發了嵌入式多晶片互連橋接(EMIB),以提高標準封裝襯底內關鍵點的互連密度。這個概念取代了用大型矽中介層做主要互聯橋接的老舊思想,成為將多個晶片連接到封裝襯底上更好的技術。另外,EMIB還消除了矽通孔(TSV)的複雜性,使這個概念更具有發展性,並具有成本效益,可用於實現異構集成。qrPEETC-電子工程專輯
Foveros技術則將3D晶片堆疊帶入了邏輯設備。下一步,英特爾將結合EMIB與晶片堆疊,在晶片產品上實現更高級別的集成。qrPEETC-電子工程專輯
英特爾封裝技術發展(來源:英特爾)qrPEETC-電子工程專輯
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聊到現在還沒有提到標題裡的關鍵術語,您也許會感到奇怪。在這些封裝集成方案中使用的功能較少的晶片被稱為Chiplet(中文譯為「芯粒」或「小晶片」)。除了更複雜的SoC之外,這個名稱還用於區分專用集成電路晶片。qrPEETC-電子工程專輯
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我年輕的時候,有一種流行的口香糖Chiclets(這可能會暴露我的年齡),很容易和Chiplets混淆。我電腦的自動更正也喜歡將它改為「chipset」。但先不管Chiclets吧,因為我們要討論的是Chiplet。qrPEETC-電子工程專輯
未來,還有很多開放標準要研究,還有很多研究經費要投入,這些都為Chiplet新產品以及支持其生態系統發展所需的服務帶來新商機。多虧了EETimes全球聯播(EETimes On Air),Brian Santo (編按:EETimes美國版主編) 讓我知道DARPA(美國國防高級研究計劃局)也在這一領域進行了投資。所有這些都具有地緣政治方面的因素,有很多要講的內容,敬請期待。qrPEETC-電子工程專輯
要了解我們有多接近快速擴展階段,需要把注意力轉移回移動領域。如果您還記得的話,那是英特爾談到的第二個重大步驟,並且是數字革命三時代的中間階段。如今,移動確實意味著一切,而且,有誰能比高通更清楚這一點呢?qrPEETC-電子工程專輯
在EETimes全球聯播的指引下,我去YouTube上尋找DARPA的電子復興計劃報告。其中最著名的是高通執行長Steve Mollenkopf所做的全場報告。qrPEETC-電子工程專輯
Mollenkopf在他的報告中斷言,「移動為半導體行業指明了方向」。他指出,高通曾經由臺積電代工生產了一到兩個節點,而現在蘋果和高通的晶片已處於採用先進工藝的最前沿。其中大部分被行動裝置領域的玩家們吸納,以讓他們的產品用上最先進工藝製造的晶片。qrPEETC-電子工程專輯
封裝技術推動高通5G設計演進(來源:DARPA ERI 2019)qrPEETC-電子工程專輯
Mollenkpf提到,Chiplet發展的關鍵點和核心是——「做RF那幫人說的算」,因為數字處理技術對於5G移動性能的提升已經到了極限。他還認識到,對相控陣列天線等物聯網技術的許多原始研究,為如今的商業實體和消費者提供了使能技術。也許,更多關注基礎國防研究將使美國在商業技術競賽中保持領先地位。當然,這是另外一個話題。qrPEETC-電子工程專輯
Mollenkopf還提到了專門化的需要,因為Chiplet是專為特定任務設計和構建的。接下來,他還談到封裝的重要性,「……公司正計劃將封裝作為其中一個設計元素。」qrPEETC-電子工程專輯
對於高通及其在行動裝置領域的競爭對手而言,這是一場多戰線的戰爭。高通公司強調其集成電路需要最先進的工藝技術,以及最新封裝技術與多種Chiplet設計相結合,這些事實充分表明了半導體產品已經進入了一個新時代。qrPEETC-電子工程專輯
(參考原文:摩爾定律的盡頭,Chiplet冉冉升起)qrPEETC-電子工程專輯
責編:Amy GuanqrPEETC-電子工程專輯
本文為《電子工程專輯》2020年12月 刊雜誌文章,版權所有,禁止轉載。點擊申請免費雜誌訂閱 qrPEETC-電子工程專輯