看同花顺,chiplet概念往往会跟个“先进封装”。
先进封装=chiplet吗?chiplet这个单词翻译过来其实叫“芯粒”,而封装技术则是需要把众多芯粒封装到一起,成为一个完整的系统级芯片(我们称之为“SoC”)。所谓系统级芯片(SoC),可以理解为一个功能完整的芯片。chiplet中,一个系统级芯片由于是由众多芯粒有机结合在一起,每一个芯粒负责一个功能模块。芯片的功能模块一般叫“IP”。如果在半导体相关文章中看到IP,不是指网络IP,也不是指动漫电影IP。IP原本指“Intellectual Property”,即“知识产权”。在芯片里,一些功能模块的设计被一些公司申请了专利,如果芯片设计厂家需要用我设计的功能模块,是要付钱的。在传统的芯片设计中,是对整个芯片进行全面设计,直接设计出SoC。此时如果用到其他厂家的IP,往往是这些厂家的设计方法。而在chiplet中,IP往往会实物化,直接就做成了芯粒,厂家直接买来芯粒,做一个封装打包就成了SoC。
功能模块芯粒还有一个名字,叫“die”(没错,就是“死亡”的英文,在这里翻译为“裸片”)。如果在一些文章中看到“die-to-die”,意思就是“裸片连接裸片”,也就是chiplet的封装方式。
在封装的过程中,会用到非常多的技术。先进封装开始于 FC(Flip chip, 倒装),通过 Bumping(凸块),micro-Bumping(微凸块),Cu pillar(铜柱)等技术互连,,主要基于有机基板。随后发展至 WLP(wafer level packing, 晶圆级封装),包括基于 RDLs(Redistribution Layers,重布线层) 的 Fan-in(扇入)封装及基于晶圆和面板级的 Fan-out(扇出)封装。而之后 出现了基于 Interposer(中介层)和 TSV(Through Silicon Via,硅通孔) 的2.5D和3D封装,以及SiP(System-in-package,系统级封装)和以上各种 技术组合的封装技术,即所谓的 Heterogeneous Integration(异质集成)封装,其中 2.5D/3D封装引领先进封装市场。
我知道上面这一段非常让人头大,所以我也只能挑一些比较重要的技术学习一下。目前最新的封装技术是2.5D/3D技术,也是未来最大的增量方向,因此着重看这一块。
啥叫2.5D/3D技术?2D就是平面,不同芯粒平铺在一个平面上,然后做连接;3D就是可以摞起来,一层叠一层。因此3D技术中需要打通上下层的连接,这就需要TSV技术。
TSV(硅穿孔) 是一种穿通硅晶圆或芯片的垂直互连结构,可以完成连通上下层晶圆或芯片的功能,是晶圆级多层堆叠技术中有效提高系统整合度与效能的关键工艺,也是难度较大的一个环节。因此,同花顺中大港股份虽然没有chiplet概念,但却是涨势最猛的,就因为大港掌握了TSV技术。
技术了解完了,那么会有哪些受益公司呢?
1.chiplet技术最早由AMD公司提出。因此跟AMD合作最深的通富微电必然是少不了。
通富微电积极开展 Chiplet、2.5D/3D等先进封装技术布局,构筑差异化竞争优势。公司目前已建成国内顶级超大尺寸 FCBGA 研发平台与 2.5D/3D 封装平台(VISionS),完成高层数再布 线技术开发,针对Chiplet,公司提供 WLP 晶圆级及基板级封装两种解决方案。 公司各项技术布局进展顺利,与AMD建立紧密战略合作关系,而AMD公司率先将Chiplet架构引入其最初的Epyc处理器 Naples,并在后续CPU、GPU产品中积极采用Chiplet技术,具有丰富的Chiplet技术经验,因此公司与AMD的深度合作将充分发挥协同效应增强业绩确定性。2.芯原股份。主要是做IP的
基于丰富的
IP 储备,芯原提出了“IP 芯片化”(IP as a Chiplet,IaaC)和“芯片平台
化”(Chiplet as a Platform)两大设计理念,旨在以 Chiplet 实现特殊功能
IP 的“即插即用”,解决 7nm、5nm 及以下工艺中,性能与成本的平衡,并降低
较大规模芯片的设计时间和风险。IP 芯片化后,公司产品将从虚拟变为实体进
而带来价值量的大幅提升。目前芯原推出了基于 Chiplet 架构所设计的高端应
用处理器平台,该平台 12nm SoC 版本已完成流片和验证,并正在进行 Chiplet
版本的迭代。芯原还是中国大陆首个加入 UCIe 产业联盟的企业,利用 Chiplet
技术进行 IP 芯片化有望给公司带来全新商业模式。
3.长电科技。主要是做封装的
长电科技面向Chiplet异构集成应用推出XDFOI封装解决方案,包含2D/2.5D/3D集成技术,
该技术是一种面向Chiplet应用的极高密度、多扇出型封装异构集成解决方案,能够为客户提供从常规密度到极高密度,从极小尺寸到极大尺寸的一站式服务。
4.长川科技。主要是做封装设备的
5.华大九天。主要是做EDA的。
啥是EDA?EDA就是设计软件。传统EDA在Chiplet项目设计上有诸多问题待解决。对于 Chiplet涉及的EDA工具来说,国内外EDA厂商基本处于同一起跑线,因此国产EDA厂商有望在Chiplet领域完成相关拓展,追赶上国际龙头的步伐。