摩爾定律的盡頭,Chiplet冉冉升起

2020-12-12 電子工程專輯

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

六大支柱

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

qrPEETC-電子工程專輯
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

qrPEETC-電子工程專輯

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

封裝是一項設計要素

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

相關焦點

  • 鳳凰城太陽即將冉冉升起!
    鳳凰城太陽即將冉冉升起! 鳳凰城太陽隊,已經連續十年未打進季後賽,球迷們都說鳳凰城夕陽西下之後,太陽再也沒有升起過。去年在新帥威廉士的帶領下,太陽隊一度排到西部前八,讓球迷們看到了希望。
  • 摩爾定律的突圍
    摩爾定律是否已「死」?業內大咖有著不同的觀點。以Nvidia CEO黃仁勳為代表的一方認為摩爾定律已「死」,而以前AMD 首席架構師Jim Keller和臺積電為代表的一方認為摩爾定律依然可以指引領集成電路行業發展,其實綜合兩方觀點看,表面相反的觀點但本質卻並不矛盾,黃仁勳認為半導體物理學的限制意味著如今CPU性能每年只能提升20%左右,摩爾定律已走向終結;而Jim Keller和臺積電則認為摩爾定律並非簡單的描述單位面積晶圓上電晶體數量的變化趨勢
  • 摩爾定律、梅特卡夫定律、顛覆定律(冪指數定律)分別是啥?
    摩爾定律每18個月,計算機等IT產品(或者說相同性能的計算機等IT產品)的性能將翻一番,每18個月價格就會降一半。主幹網帶寬的增長速度至少是運算性能增長速度的三倍。因為運算性能增長速度主要是由摩爾定律決定的,所以根據每兩年運算性能提高一倍計算,主幹網的網絡帶寬的增長速度大概是每八個月增長一倍。梅特卡夫定律網絡的價值等於網絡節點數的平方,網絡的價值與聯網的用戶數的平方成正比。
  • 摩爾定律失效 Raja定律和貝爾定律將取而代之
    摩爾定律最初是指半導體晶片電晶體密度每年翻倍,性能也實現翻番;後來修改為每2年電晶體翻倍,性能提升一倍。除了英特爾外,其他半導體公司認為摩爾定律已經完全無法指導晶片發展。MOORE 'S LAW2005年,英特爾提出了Tick-Tock戰略,實際是摩爾定律修改版,英特爾每2年升級一次架構,間隔年份升級製造工藝。
  • 英偉達官方認可「黃氏定律」,摩爾定律會失效嗎?
    英偉達官方認可「黃氏定律」,摩爾定律會失效嗎? 在這一事實的前提下,他們更多的考慮的問題是:摩爾定律失效後,該如何進一步提高處理器的能效?針對這個問題,一些公司已經找到了自己的答案,比如英偉達。 過去幾年來,黃仁勳一直對外表達「摩爾定律已死、新定律正在形成」,尤其是在GPU方面,更是預測每10年GPU性能增長1000倍,這一預測也被戲稱為「黃氏定律」。
  • 新聞拍一拍#新的摩爾定律:黃氏定律
    導讀: 麒麟 OS 宣布兼容中望 CAD Mozilla 的 WebThings IoT 平臺成為獨立的開源項目 本文字數:664,閱讀時長大約:1分鐘 作者:硬核老王 新的摩爾定律
  • 為何摩爾定律一直沒死,但人們還在預測它要死
    關於摩爾定律的話題,2016年,我在微信公眾號裡寫了六篇連載文章, 標題叫做「摩爾定律還能走多遠?」2. 那麼最後的結論是摩爾定律是個經濟規律, 是一個技術發展,市場擴大,單價降低,利潤再回饋到研發的良性循環。參見我最近的文章《王川: 用摩爾定律武裝自己》。3.
  • 摩爾定律名詞解釋_摩爾定律永遠有效嗎
    摩爾定律名詞解釋   摩爾定律是由英特爾創始人之一戈登·摩爾提出來的。這一定律揭示了信息技術進步的速度。   儘管這種趨勢已經持續了超過半個世紀,摩爾定律仍應該被認為是觀測或推測,而不是一個物理或自然法。預計定律將持續到至少2015年或2020年。然而,2010年國際半導體技術發展路線圖的更新增長已經放緩在2013年年底,之後的時間裡電晶體數量密度預計只會每三年翻一番。
  • 清華大學微電子學研究所所長魏少軍:晶片技術尚不可替代 摩爾定律...
    他指出晶片是技術創新的高地,雖然晶片產業現有技術路徑面臨著物理、功耗等極限問題,但摩爾定律將長期有效,在可預見的未來,尚沒有能夠替代集成電路技術的其他技術出現。新技術因晶片而生,老技術因晶片而亡作為最為知名的產業發展定律,摩爾定律指引了晶片產業50餘年的發展.截至2019年年底,按照這一定律,一個晶片上已經可以集成687億個電晶體,這是一個天文數字。「由於摩爾定律,我們將會重建所有的物質性基礎設施。」
  • 晶片破壁者(六):摩爾定律的一次次「驚險」續命
    此後十幾年,不斷挑戰半導體產業極限的摩爾定律,也在一次次撞向「天花板」的時候「被死亡」。關於摩爾定律的唱衰言論層出不窮。2014年國際半導體技術路線圖組織宣布,下一份路線圖將不再依照摩爾定律。臺積電張忠謀、英偉達黃仁勳等挑戰者更是「語出不遜」,認定摩爾定律不過是苟延殘喘。
  • 摩爾定律即將走到極限,英偉達試圖推動半導體「黃氏定律」
    記者 | 彭新「在摩爾定律失效的當下,如果我們真想提高計算機性能,『黃氏定律』就是一項重要指標,且在可預見的未來都將一直適用。」在近日舉辦的GTC中國峰會上,英偉達首席科學家Bill Dally做出上述發言。
  • 德文•布克:冉冉升起的「太陽」德文·布克(Dev...
    懂球帝首頁>足球新聞> 德文•布克:冉冉升起的「太陽」德文·布克(Dev... 德文•布克:冉冉升起的「太陽」德文·布克(Dev... FansMall 11-17 22:44 德文•布克:冉冉升起的「太陽」德文·布克(Devin Booker),一個1996年生於美國密西西比州莫斯波因特的明星後衛。
  • 讓中國國旗在外國冉冉升起
    剛剛中國女排隊員及主教練「鐵榔頭」郎平高唱中國國歌,目視國旗在日本體育館冉冉升起,這是中國女排送給祖國母親七十歲生日的最棒的禮物。謝謝你們,中國女排。
  • NVIDIA:摩爾定律已死 黃氏定律當立
    12月15日,NVIDIA GTC 2020中國線上大會上,NVIDIA首席科學家Bill Dally發表主題演講,重點介紹了他的團隊在AI研究方面的進展,特別強調了以NVIDIA創始人兼CEO黃仁勳本人命名的「黃氏定律」(Huang's Law)。
  • AI時代的摩爾定律?黃氏定律預測AI性能將逐年翻倍
    1965年,時任仙童半導體公司工程師,也是後來英特爾的創始人之一的戈登·摩爾(Gordon Moore)提出了摩爾定律(Moore's law),預測集成電路上可以容納的電晶體數目大約每經過24個月便會增加一倍。後來廣為人知的每18個月晶片性能將提高一倍的說法是由英特爾CEO大衛·豪斯(David House)提出。
  • OpAI最新論文:機器學習效率正在超越摩爾定律
    02機器學習的摩爾定律機器學習中是否存在某種算法摩爾定律?他們的工作只包括了幾個數據點,原始的摩爾定律圖表同樣幾乎沒有被觀察到,所以任何推斷純屬推測。此外,研究僅關注少數幾個流行的功能和頂級程序。目前尚不清楚觀察到的趨勢是否可以更廣泛地推廣到其他 AI 任務。
  • 臺積電宣布進攻1nm,2nm已取得重大突破,摩爾定律為何無法打破
    大家驚嘆於摩爾定律的正確性,可是這個摩爾定律為啥無法打破呢?沒定律,是英特爾創始人戈登默的理論,它的主要核心內容為集成電路上可以容納的電晶體的數目大約兩年就會增加一倍,通俗的來說就是兩年處理器的性能會直接增長一倍。而這個定律是上個世紀提出以來就從來未被打破過。這個定律在極大的程度上揭示了電子領域的發展趨勢。
  • 超越摩爾定律的SiP發展趨勢
    超越摩爾定律的SiP發展趨勢 程文智 發表於 2020-06-06 05:50:00 SiP(System in Package,系統級封裝),就是將多個具有不同功能的有源電子元件與可選無源器件
  • ASML 1nm光刻機完成:摩爾定律尚未結束
    ASML 1nm光刻機完成:摩爾定律尚未結束 摩爾定律的終點是什麼?隨著5nm光刻技術的大規模生產和3nm的突破,摩爾定律的終結變得越來越難以捉摸。可以肯定的是,隨著過程的進一步改進,其成本將成倍增加。
  • 摩爾定律再續!ASML基本設計完成1nm光刻機
    摩爾定律是什麼?英特爾創始人之一戈登·摩爾根據經驗得出一條「定律」,即集成電路上可以容納的電晶體數目在大約每經過24個月便會增加一倍。換言之,處理器的性能每隔兩年翻一倍。從這條「定律」我們能夠一窺科技進步的速率,每一次工藝的升級都能為消費者帶來更好的體驗。