环球Tech为何只有英特尔、AMD等公司可以做？小芯片成为主流的三大挑战

小芯片持续受到市场的关注，但要得到更加广泛的关注与支持，仍然存在一些挑战。 AMD、英特尔、台积电、Marvell等公司已经在使用小芯片模型这种高级的设计方法开发或推出设备。但因为缺乏生态系统支持等问题，小芯片的采用在业界受到了限制。针对这些问题，一些解决方案被陆续提出，一代工厂和OASTs（进行IC封装和测试的公司）正在制造些小芯片以推动整个产业链的发展。

本文插图
对小芯片而言，主要是想通过将原先生产好的芯片集成到一个电路板上，达到减少产品开发时间和成本的目的。因此，一个芯片制造商可能有一个模块化芯片或小芯片的库。小芯片可以是不同工艺节点制造的芯片，客户可以混合搭配小芯片，并用die-to-die的互连方案将它们连接起来。
小芯片并不是一个新概念。多年以来，一些公司已经推出了类似小芯片的设计，该模型正在受到越来越多的关注。一般来说，业界会开发一个SoC片上系统，在这个系统上的每一个模块都需要使用相同的先进制造工艺和封装，但这一方法正在因为先进制程节点变得越来越复杂和昂贵。
一些公司在这条道路上持续前行，但还有许多公司在寻找其他的方法。开发系统级设计的另一种方法，借助高级封装组合复杂的芯片，小芯片是将芯片模块化的一种方法。
“我们还处在早期阶段，英特尔的以及其它同类产品将反应出这一技术的发展。每一个主要的代工厂都有其技术线路图，用来提升包括2.5D和3D的互连密度， ”英特尔工艺产品集成总监Ramune Nagisetty说道。 “在未来几年，我们将看到小芯片在2.5D和3D封装中的应用实现，也会看到它拓展到逻辑内存以及逻辑堆栈。 ”
英特尔和其他少数公司拥有开发这些产品的技术，但是还有许多公司还没有完全拥有这项技术，以至于他们需要发现这些技术并找到使用它们的方法，因此面临一些挑战：

最终目标是在内部或从多个其他供应商那里获得优质且可互操作的小芯片，这种模型仍在研究中。
第三方die-to-die的互连技术正在兴起，但还远远不够。
某些die-to-die的互连方案缺乏设计支持。
代工厂和OSAT将扮演主要角色，但是要找到具有IP和制造能力的供应商并不简单。

目前的工作是克服这些挑战，随着时间的推移，小芯片将不断发展。它不会替代传统的SoC ，没有一项技术能满足所有需求，所以多架构依然有发展空间，许多人不会开发小芯片。
小芯片的应用和挑战
几十年来，芯片制造商都是是遵循摩尔定律，每隔18-24个月芯片性能就提升一倍，在这一定律下，供应商推出基于最新工艺的芯片，开发更高晶体管密度，更低价格的设备。
这一定律从16nm/14nm开始不再适用。集成电路设计和制造成本飞涨，全面提升节点的节奏开始从18个月延长到2.5年甚至更久。当然，并非所有的芯片都需要先进节点，也并非当前所有放在同一芯片上的组件都从缩放中受益。
小芯片能发挥的优势在于，一个较大的芯片可以分解成许多更小的芯片，并根据需要组合和匹配，小芯片能比一体式芯片成本更低，良率更高。
小芯片不是封装类型，是封装（packaging）技术的一部分。管芯能与小芯片一起集成到现有的封装类型，如2.5D或3D ，扇出或多芯片模块（MCMs）。一些人可能会使用小芯片开发全新的体系结构。
所有的这些都取决于需求。 UMC业务发展副总裁Walter Ng表示“这是一种架构方法。它是针对所需任务优化硅的解决方案和成本解决方案，所有这些都需要从性能，包括速度、功率和成本方面考虑，具体取决于我们采用的方法。 ”