Chiplet互连：先进制程撞墙之后的破局关键
摩尔定律喊“不行了”已经喊了快二十年。真凉了吗？还真没有，全靠Chiplet（小芯片）这一架构续命。而很多人不知道，Chiplet能走通，核心从来不是小芯片本身，是Chiplet互连的性能。
单片SoC与Chiplet互连结构对比图
不同需求对互连的要求天差地别。只是把电源管理芯和算力芯拼在一起，用普通有机基板的凸块互连，间距几十微米，凑活能用。但你要是拼多个高性能计算芯，要的是每秒几T甚至几十T的互通带宽，普通互连根本喂不饱。
现在主流的高性能Chiplet方案，不管是AMD的MI300，还是苹果的M Ultra，核心都是把互连间距压到了1-10微米级别，带宽比传统封装互连翻了几十上百倍。说白了，互连的密度提不上来，你拆再多小芯片，拼出来的东西整体性能还不如一块没拆的大芯片，折腾半天图啥？
Chiplet混合键合互连横截面电镜图
光互连吹了快二十年了，到现在还是没大规模商用。说实话，不是技术不行，是成本和尺寸卡得死死的。你要把光调制器、波导这些器件做到Chiplet级，良率低到离谱，一块封装的成本比芯片本身还贵，除了少数特殊场景，谁用得起？
不过话说回来，当未来Chiplet互连的带宽需求突破每毫米10Tbps，电互连的串扰和功耗就顶不住了，光互连肯定是终极方向，现在大厂砸钱布局，也不是瞎投。国内现在很多初创公司不走高端，先从数据中心的中长距互连做起，慢慢降成本，这条路倒是走得挺稳。
还有人在搞新型互连材料，比如用低温烧结的纳米银导电材料，取代传统的锡铅凸块，不仅互连电阻更低，散热还好，成本还能压下去，听起来就很有前景对吧？
国内Chiplet互连的进度，比你想的快，但差距也真的存在
这两年Chiplet被说成是国内半导体换道超车的机会，这话没毛病，但很多人只说对了一半：换道的核心不是做小芯片，是突破互连的卡脖子。
去年国内半导体行业协会推出了统一的Chiplet互连标准，解决了不同厂商芯片互连互通的协议问题，原来大家各搞各的接口，拼一块连不通，现在有了统一标准，进度快了不止一点。长电、通富这些国内头部封测厂，现在已经能量产2.5D Chiplet互连产品，性能跟海外一线厂商的差距已经很小，不少国内芯片设计公司已经在用了，成本还比进口方案低不少。
但是高端的混合键合互连，不管是设备还是核心材料，现在还是依赖进口，这个差距真的没法瞒。上个月跟一个做封测的老友聊天，他说现在最头疼的就是混合键合的键合设备，一台进口的要几个亿，交货还要等一年多，有钱都不一定拿得到。
不过好在最近两年国内设备厂商也在追，已经有原型机出来了，虽然性能还有差距，但至少已经解决了有无问题。现在一级市场投Chiplet，十个项目八个是做互连材料或者设备的，资本都门清，这才是真的刚需，真的缺口。你只要能做出性能达标、成本够低的互连材料，不愁没有订单。
半导体做了这么多年，所有人都盯着怎么把晶体管做小，却忘了，把不同的模块连起来，才是系统性能的核心。未来十年，Chiplet互连的突破，会直接决定全球半导体产业的格局。
拼封装本质就是拼互连，这话真不是忽悠人
原来做一块SoC，所有功能模块都做在同一块晶圆上，走线都是片上互连，间距只有几纳米到几十纳米，延迟低、带宽大，爽得很。现在芯片越做越大，晶圆上只要有一个坏点，整块芯片就废了，良率低到成本炸上天。所以大家想到了拆分，把大芯片切成多个小Chiplet，分开制造，好的挑出来拼一起，良率一下就上去了，成本直接砍半都不夸张。 可拆分之后，原来的片上互连变成了片与片之间的互连，问题就来了。单片SoC与Chiplet互连结构对比图
不同需求对互连的要求天差地别。只是把电源管理芯和算力芯拼在一起，用普通有机基板的凸块互连，间距几十微米，凑活能用。但你要是拼多个高性能计算芯，要的是每秒几T甚至几十T的互通带宽，普通互连根本喂不饱。
现在主流的高性能Chiplet方案，不管是AMD的MI300，还是苹果的M Ultra，核心都是把互连间距压到了1-10微米级别，带宽比传统封装互连翻了几十上百倍。说白了，互连的密度提不上来，你拆再多小芯片，拼出来的东西整体性能还不如一块没拆的大芯片，折腾半天图啥？
当下主流的Chiplet互连路线，各有各的活法
现在行业里主要卷三条线：传统基于封装基板的电互连、先进堆叠的高密度电互连，还有呼声很高的光互连。 最成熟、用得最多的还是高密度电互连，毕竟产业链配套全，成本也可控。现在最火的就是混合键合互连，能做到亚微米级的互连间距，垂直互连密度直接把TSV（硅穿孔）技术甩了一条街。苹果最新的A17 Pro，那个3D堆叠的缓存，用的就是混合键合，读写延迟直接降了一大截，性能提升肉眼可见。Chiplet混合键合互连横截面电镜图
光互连吹了快二十年了，到现在还是没大规模商用。说实话，不是技术不行，是成本和尺寸卡得死死的。你要把光调制器、波导这些器件做到Chiplet级，良率低到离谱，一块封装的成本比芯片本身还贵，除了少数特殊场景，谁用得起？
不过话说回来，当未来Chiplet互连的带宽需求突破每毫米10Tbps，电互连的串扰和功耗就顶不住了，光互连肯定是终极方向，现在大厂砸钱布局，也不是瞎投。国内现在很多初创公司不走高端，先从数据中心的中长距互连做起，慢慢降成本，这条路倒是走得挺稳。
还有人在搞新型互连材料，比如用低温烧结的纳米银导电材料，取代传统的锡铅凸块，不仅互连电阻更低，散热还好，成本还能压下去，听起来就很有前景对吧？
国内Chiplet互连的进度，比你想的快，但差距也真的存在
国内Chiplet互连的进度，比你想的快，但差距也真的存在
这两年Chiplet被说成是国内半导体换道超车的机会，这话没毛病，但很多人只说对了一半：换道的核心不是做小芯片，是突破互连的卡脖子。
去年国内半导体行业协会推出了统一的Chiplet互连标准，解决了不同厂商芯片互连互通的协议问题，原来大家各搞各的接口，拼一块连不通，现在有了统一标准，进度快了不止一点。长电、通富这些国内头部封测厂，现在已经能量产2.5D Chiplet互连产品，性能跟海外一线厂商的差距已经很小，不少国内芯片设计公司已经在用了，成本还比进口方案低不少。
但是高端的混合键合互连，不管是设备还是核心材料，现在还是依赖进口，这个差距真的没法瞒。上个月跟一个做封测的老友聊天，他说现在最头疼的就是混合键合的键合设备，一台进口的要几个亿，交货还要等一年多，有钱都不一定拿得到。
不过好在最近两年国内设备厂商也在追，已经有原型机出来了，虽然性能还有差距，但至少已经解决了有无问题。现在一级市场投Chiplet，十个项目八个是做互连材料或者设备的，资本都门清，这才是真的刚需，真的缺口。你只要能做出性能达标、成本够低的互连材料，不愁没有订单。
半导体做了这么多年，所有人都盯着怎么把晶体管做小，却忘了，把不同的模块连起来，才是系统性能的核心。未来十年，Chiplet互连的突破，会直接决定全球半导体产业的格局。