Chiplet(芯粒)模式,是在摩爾定律趨緩下的半導體工藝發展方向之一。
上周,民生電子團隊也在電話會中對Chiplets做了系統的產業鏈詳解。
團隊認為Chiplets一方面是SiP等先進封裝的加強版,可以更加有效地實現芯片內部通信;
另一方面,則是定義了很多標準化的小芯粒,相當於硬件化的IP,可以在不同芯片設計里復用同一個芯粒,從而節省設計時間。
除此之外,Chiplet還有什麼優勢?哪些巨頭搶先布局?二級市場有哪些投資機會呢?
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Chiplet還有什麼優勢?
隨着先進制程迭代到7nm、5nm、3nm,摩爾定律逐漸趨緩,先進制程的開發成本及難度提升。
後摩爾時代的SoC架構存在靈活性低、成本高、上市周期長等缺陷,Chiplet方案明顯改善了SoC存在的問題。
Chiplet方案是目前先進制程的重要替代解決方案,通過Chiplet方案中國大陸或將可以彌補目前芯片製造方面先進制程技術落後的缺陷,為國內半導體產業鏈帶來新機遇。
解決的痛點包括∶
① 提高製造良率
來自HPC、Al的龐大運算需求,除了帶動對邏輯晶片內的運算核心數量需求上升,連帶晶片組內相應的快取記憶體、I/O元件數目與體積也大幅增加,進而加大晶片面積。這樣的放大除增加製造難度外,由缺陷密度帶來的良識別風險。透過Chiplet設計,將超大型晶片切割成各獨立小晶片,可有效改善良率。
② 降低設計的成本
隨着製程不斷微縮,單一IC的設計成本近乎成倍數提升,在Chiple的架構下,將原先SoC重構為多顆小晶片後,部分小晶片可做到類模組化設計並重複運用在不同的產品線中。此外,在設計新產品時,晶片組中部分元件可直接延用前一代電路設計甚至採用其他業者的小晶片模組,好將資金與心力集中投注在關鍵小晶片的設計迭代。
③ 降低製造的成本
系統單晶片內的部分電路如快取記憶體、I/O元件、處理類比/元件等由於性能要求較低,並不需使用到最先進的製程工藝。因此透過將上述元件獨立出來,分別使用性價比較高的成熟製程進行製造後,再與其他採用先進制程的小晶片封裝集成的方式,可進一步降低整體製造成本。
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三大巨頭案例
國際巨頭華為、AMD、英特爾積極積極布局Chiplet,並推出相關產品。
華為於2019年推出了基於Chiplet技術的7nm鯤鵬920處理器,典型主頻下SPECint Benchmark評分超過930,超出業界標杆25%。
AMD今年3月推出了基於台積電3D Chiplet封裝技術的第三代服務器處理芯片。
蘋果推出採用台積電CoWos-S橋接工藝的M1 Ultra芯片,兩枚 M1 Max 晶粒的內部互連,實現性能飛躍。
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相關投資機會
國際廠商Intel、TSMC、Samsung等多家公司均創建了自己的Chiplet生態系統,積極搶占Chiplet先進封裝市場。
長電科技於6月加入UCIe產業聯盟,去年推出了XDFOI全系列極高密度扇出型封裝解決方案。
通富微電與AMD密切合作,現已具備Chiplet先進封裝技術大規模生產能力。
Chiplet模式下IP重複利用有助於IP供應商實現向Chiplet供應商轉變,向硬件進軍。
綜上,我們可以關註:
先進封測:通富微電、長電科技等;
設計IP公司:芯原股份等;
封測設備:華峰測控、長川科技、新益昌、和林微納等;
封裝載板:興森科技等。
參考報告
【會議紀要】chiplet專家討論會
【招商證券】半導體行業深度專題之十三——IP篇
以上內容僅供參考,不構成投資操作建議。股市有風險,投資需謹慎。
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