芯粒技术重要吗

芯粒是小型模块化芯片，可以组合形成完整的片上系统 (SoC)。它们被设计用于基于芯粒的架构，其中多个芯粒连接在一起以创建单个复杂的集成电路。与传统的单片 SoC 相比，基于芯粒的架构具有多项优势，包括提高性能、降低功耗和提高设计灵活性。芯粒技术相对较新，半导体行业的许多公司正在积极开发。

芯粒是一种新型芯片，为设计复杂的 SoC 铺平了道路。芯粒可以被视为乐高积木的高科技版本。一个复杂的功能被分解成一个小模块，然后是可以非常有效地执行单个特定功能的芯粒。因此，使用芯粒的集成系统可以包括：数据存储、信号处理、计算和数据流管理，构建称为“芯粒”。

芯粒是封装架构的一部分，它可以定义为一块物理硅片，通过使用封装级集成方法将 IP（知识产权）子系统与其他 芯粒封装在一起。可以说，芯粒技术在单个封装或系统中集成了多种电气功能。

利用芯粒技术，工程师可以通过将不同类型的第三方 IP 组装到单个芯片或封装中来快速且经济高效地设计复杂芯片。这些第三方 IP 可以是 I/O 驱动程序、内存 IC 和处理器内核 。

芯粒的想法起源于 DARPA CHIPS（Common Heterogeneous Integration and IP）项目。由于最先进的 SoC 并不总是适合小规模应用，因此为了提高整体系统的灵活性，CHIP 计划寻求创建一种新的 IP 重用范例，即 芯粒。

虽然当今大多数电子设备中的计算机技术在很大程度上仍由传统芯片组主导，但随着时间的推移，这种趋势似乎很明显会发生变化。许多专家认为，随着这些先进技术的发展，专用芯粒将成为消费设备的普遍特征。有许多可靠且更便宜的技术可用于设计芯粒。

摩尔定律是英特尔联合创始人戈登摩尔于 1965 年做出的预测，即微芯片上的晶体管数量大约每两年翻一番，从而导致计算能力呈指数级增长并降低成本。芯粒技术可以看作是扩展摩尔定律并延续半导体行业提高性能和降低成本的趋势的一种方式。

芯粒技术可以帮助扩展摩尔定律的一种方式是允许创建更复杂和更强大的 SoC，而无需将所有必要的组件安装到单个单片芯片上。通过将复杂的 SoC 分解成更小的模块化芯粒并将它们连接在一起，可以继续扩大晶体管和其他组件的数量，而不会达到单个芯片的物理极限。这有助于跟上摩尔定律预测的性能改进和成本降低的步伐。

如今，异构芯粒集成市场增长更加迅速。AMD 的 Epyc 和英特尔的 Lakefield 等不同的微处理器采用芯粒设计和异构集成封装技术进行大量生产。

在汽车领域，“芯粒技术对于车载芯片及智能汽车行业的影响，将主要体现在提升汽车算力水平，降低‘算力焦虑’，同时规范汽车芯片标准，为未来汽车互联互通创造外部环境；在标准化验证之后，将有助于降低芯片验证周期，丰富汽车芯片功能及扩展应用场景。”刘波说。

车规级芯粒系统芯片展现出诸多显著优势：首先，有效突破传统封装技术的限制，大幅提升互连带宽，降低封装成本，为汽车电子电控系统提供更为灵活和高效的解决方案；其次，在设计之初便充分考虑汽车行业对环境适应性、实时性、确定性、功能安全、信息安全、低功耗及故障检测与容错等方面的严格要求。此外，车规级芯粒系统芯片的设计方法论——芯粒级IP复用与预制组合，为汽车电子电控系统的快速发展注入新的活力，通过精心挑选和组合不同功能的芯粒，可以迅速构建出满足特定需求的定制化芯片，大幅缩短产品从设计到上市的时间周期。

“芯粒系统属于一个比较新的技术业务，中国芯片制造水平与世界先进水平存在一定差距，但芯片封装能力与世界先进水平差异相对较小，因此在这个主要依赖封装技术的应用领域，我们对未来的发展空间表示乐观。”刘波表示，国内领先的半导体公司例如华为等，已在布局芯粒系统所需要的封装基板、设备和技术投入，着手进行技术验证和测试。虽然过去车规级芯片的国产化率较低，但随着最近几年来的发展，中低端产品的国产化水平不断提升。在芯粒这个新的技术领域，国内外企业其实都处于发展初期，如果整零双方紧密合作，国产芯片将获得更多的“上车”机会。

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