《芯粒(Chiplet)技术及市场-2024版》
2024-10-26 11:05:33 来源:麦姆斯咨询 评论:0 点击:
Chiplet Technology 2025-2035: Technology, Opportunities, Applications
据麦姆斯咨询介绍,在快速发展的半导体行业,芯粒(Chiplet)技术正作为一种开创性方案而兴起,以解决传统的系统级芯片(SoC)设计所面临的许多挑战。随着摩尔定律的放缓,半导体行业需要寻求创新的解决方案来提高性能和功能,而不仅仅是增加晶体管密度。芯粒技术提供了一条极具前景的发展道路,为芯片设计和制造提供了灵活性、模块化、可定制性、效率和成本效益。AMD和英特尔(Intel)等公司一直走在这项技术的前沿,AMD的EPYC处理器和英特尔的Ponte Vecchio数据中心GPU等产品,都展示了芯粒在增加内核数量和集成各种功能方面的潜力。
芯粒应用市场
芯粒是分立的模块化半导体元件,在集成到更大的系统之前,要分别进行协同设计和制造。这种方法类似于模块上的SoC,其中每个芯粒在设计之初都要考虑与其它芯粒配合工作,因此需要在设计中进行协同优化。芯粒的模块化符合IP芯片化、集成异构化和I/O增量化等主要半导体发展趋势。芯粒还与异构集成和先进封装有关。
概念对比:SoC vs. 芯粒
芯粒为何越来越受欢迎
摩尔定律的放缓使得在有限面积内增加更多晶体管变得越来越困难。相比之下,焦点已转向提高功能密度,而这正是芯粒设计的优势所在。与此同时,开发工作也越来越注重系统级集成,而不仅仅是晶圆制造。
芯粒技术能够解决传统单片式芯片设计中固有的一些关键限制,因而得到广泛采用。芯粒技术的优势之一是能够克服传统阻碍半导体器件性能和可扩展性的光罩尺寸和内存墙等限制。通过将芯片功能模块化为分立的芯粒,制造商可以更有效地优化半导体材料和工艺节点的使用。此外,芯粒还能更好地利用晶圆边角空间,降低芯片缺陷率,而在传统的芯片设计中往往未得到充分利用,尤其是在功能需求不断增加的大型SoC中。分立元件可以在集成前进行单独测试和验证。因此,制造良率得以提高,从而实现了更高的产出质量并降低了单位成本。此外,芯粒还能促进更灵活的设计流程,无需全新的芯片设计,就能针对特定应用集成各种功能。这种灵活性不仅缩短了开发时间,降低了成本,还能快速适应不断发展的技术需求。
良率对比:单片SoC vs. 芯粒
芯粒的天然特性使制造商可以从不同地区的多个供应商采购不同的零部件。这种多样化减少了对单一供应商或地理区域的依赖,从而提高了供应链弹性。在地缘政治紧张局势和贸易限制的背景下,芯粒技术可以降低与供应中断相关的风险,从而提供战略优势。通过采用芯粒设计,企业可以更有效地应对这些限制,确保关键零部件的稳定供应,而无需严重依赖政治不稳定或贸易制裁地区。
总之,这些因素使芯粒技术成为制造商在提高性能的同时保持经济效益的一个极具吸引力的选择。
利用芯粒设计实现新功能/新设计
当前市场格局
全球芯粒市场正在经历显著增长。在数据中心和人工智能(AI)等领域高性能计算需求的推动下,预计到2035年全球芯粒市场规模将达到4110亿美元。芯粒的模块化特性,可实现快速创新和定制,满足特定市场需求,同时缩短开发时间并降低成本。
芯粒技术具有诸多优势,但同时也带来了新的挑战。集成多个芯片需要先进的互连技术和标准,以确保组件之间的无缝通信。热管理是另一个关键挑战,因为如果管理不当,功能密度的增加可能导致过热。这些挑战为供应链中的不同厂商带来了机遇。例如,芯粒设计中封装的不同区域需要不同类型的底部填充材料来满足特定需求,例如保护芯粒本身,提供机械支持和热稳定性,以及保护连接芯粒的精密导线和焊球,防止出现分层或分离等问题。这就需要能提高可靠性及高性能的创新材料。
报告覆盖的范围
英国知名研究公司IDTechEx在本报告中全面分析了芯粒技术的现状,首先概述了报告的发现和见解,为详细介绍芯粒技术的基本原理奠定了基础。本报告探讨了使芯粒设计具有吸引力的驱动因素和优势,同时也指出了其采用和实施过程中的挑战和障碍。本报告深入探讨了芯粒技术和制造工艺,包括设计方法和封装技术。本报告探讨了芯粒间的通信,重点是无缝集成所需的互连和标准。本报告还概述了芯粒的热管理策略,以解决密集封装系统中的热管理问题。最后,本报告探讨了芯粒的各种应用领域,展示了不同行业的使用案例,证明了芯粒技术的多功能性和影响力。本报告提供了按应用领域细分的10年期市场预测,分析了芯粒市场的增长趋势,提供了未来预测,还深入探讨了芯粒供应链,重点介绍了主要厂商及其在推动芯粒技术发展中的关键作用。
若需要《芯粒(Chiplet)技术及市场-2024版》报告样刊,请联系麦姆斯咨询王懿,邮箱:wangyi#memsconsulting.com(#换成@);电话:17898818163。
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