对话郝沁汾:打造中国芯粒之谷,开拓集成电路特色发展道路

芯东西(公众号:aichip001)
作者 |  ZeR0
编辑 |  漠影

距离首个国内原生Chiplet标准《小芯片接口总线技术要求》发布实施,已经过去半年。在8月10日召开的中国Chiplet开发者大会上,与会专家们围绕技术标准的验证和应用展开深入交流和研讨,同期还进行了芯光互连技术产业基金的成立签约仪式,并启动Chiplet开发者大赛,冠军将获得最高500万元基金支持。

Chiplet通常被翻译为“芯粒”或“小芯片”,是系统级芯片(SoC)集成发展到后摩尔时代后持续提高集成度和芯片算力的重要途径。而国内原生标准规格的制定与实施,提供了一个讨论芯粒技术路线的平台、创造了更多交流讨论的机会,并形成了相对有序地引导产业生态建设的基础。

大会期间,CCITA联盟秘书长、中国科学院计算技术研究所研究员郝沁汾与芯东西等媒体进行深入交流。他告诉芯东西,目前中国计算机互连技术联盟(CCITA)正同步推进三项工作:一是将《小芯片接口总线技术要求》标准推向国际;二是围绕该标准做了一个基于两个芯粒互连的参考设计,已投片到第三版,由四个芯粒互连的参考设计也正在研发中;三是正在研发能容纳多达数百个功能芯粒的晶上系统。此外,一条专为支持Chiplet和CPO场景的先进封装产线已在筹建。

在此前标准的基础上,中国计算机互连技术联盟今年成立了两个子工作组,分别负责进一步细化标准中的封装规格和开展芯粒相关的EDA标准工作。此外,多个芯粒被集成到一起时需要有内置测试电路,相关工作组也已经在规划中。郝沁汾透露说,标准的新版本预计在今年年底公布。

Chiplet是一条不同于传统集成电路工艺发展的路线,第一阶段是解决良率问题,相关芯片公司都是自己做自己的功能芯粒的设计和互连,终极阶段则是一家公司只用做其中一个功能芯粒的设计,余下的功能芯粒则来自第三方芯粒厂商,这是对传统芯片设计方法的重大改变。

从大会多位嘉宾的报告可以清晰地感受到,做大算力芯片的国际头部芯片企业基本上都已经走上了芯粒路线。中国工程院院士邬江兴举出了4类典例,分别是:1)以英特尔为代表,采用chiplet架构的Foveros等芯片、牵头制订UCIe芯粒标准、采用其特有的EMIB、ODI先进封装技术;2)以苹果为代表的、采用完全自有芯粒集成技术Ultra Fusion;3)以AMD和英伟达等企业为代表的采用第三方Chiplet技术进行芯片设计;4)以台积电为代表的先进封装企业,为芯片设计企业提供Chiplet封装设计,如CoWoS、InFo、InFO_SoW。

英特尔Xe-HPC GPU、英伟达A100 GPU、AMD EYPC Gen2 CPU、苹果M1 Ultra SoC等以转接板和有机基板为承载的CPU、FPGA、网络芯片等产品,以及特斯拉Dojo、Cerebras WSE-2等以晶圆级基板为承载的晶上系统产品,都是典型的芯粒实例。

对话郝沁汾:打造中国芯粒之谷,开拓集成电路特色发展道路

由于国际形势持续复杂多变,风头正盛的国际Chiplet标准UCIe又主要由美国芯片巨头牵头,未来不免存在成为政治化工具的风险。因此,国内原生芯粒标准及完整产业链的构建,不仅是提供符合国情的多一种路线选择,而且是防患于未然,长远来看有助于提高国内半导体产业应对“脱钩”等冲击的韧性和耐受力。

芯粒发展需要产业链及技术的升级配合。作为中国首个原生Chiplet技术标准的发源地,近年来,无锡市锡山区全力支持芯光互连技术研究院建设发展,合作建设围绕Chiplet和CPO的先进封装产线,共建主题基金打造集成电路互连技术生态,引进孵化了一批优质企业,加快打造长三角集成电路应用技术创新高地。

随着围绕技术标准的一系列生态建设工作循序渐进地开展,“芯粒之谷”正逐渐发展成锡山区的一张新名片。

作为国内半导体制造与封测高地,无锡在发展芯粒细分产业的优势得天独厚,具备培育从制造、封装、设计、标准等产业链各环节的政策与产业土壤。而构建新型芯粒生态体系,也为无锡带来了重构集成电路人才体系的新机遇。

在中国Chiplet开发者大会的致辞环节上,无锡市锡山区委书记方力谈道,锡山将以此次大会为契机,全力打造“中国芯粒之谷”。中国工程院许居衍院士建议抓住“芯粒”这一半导体行业重要转折点,以无锡为创新基地形成标准体系,力争率先让芯粒技术在商业上取得成功。

大会进行了芯光互连技术产业基金的成立签约仪式。该基金由无锡市创投、无锡锡东新城商务区管委会、清源投资、芯光互连技术研究院四方共同发起成立,围绕集成电路产业方向,重点关注Chiplet芯片设计、CPO光电融合技术开发与应用,推动芯片设计企业在锡山区落地,形成集成电路互连技术领域的产业集群,为无锡集成电路互连技术领域的成果转化和创新创业提供动能。

据郝沁汾分享,芯光互连技术研究院已经孵化两家、引进两家初创公司,都落地在锡山区。孵化的其中一家企业基于芯粒架构做下一代DPU芯片,如今团队规模已有数十人。郝沁汾说,如果基金组织得当,到今年年底开始运作,希望很快就有几十家企业形成的群体。

Chiplet开发者大赛同步启动。南京邮电大学尹捷明教授、CCITA Chiplet标准工作组组长李永耀博士、芯耀辉科技有限公司资深模拟设计经理方刘禄、宁波德图科技有限公司副总经理蒲菠博士、苏州锐杰微科技集团有限公司研发副总裁金伟强5位专家获颁大赛专家委员会聘书。

大赛旨在围绕我国原生芯粒标准形成设计生态,在面向芯粒架构设计的前提下鼓励设计创新,借助以芯光互连产业基金为主的资本力量、以芯光互连技术研究院为主的技术与孵化平台、CCITA联盟及相关产业资源,推动我国新型集成电路产业持续发展。

本届大赛采用开放式自主命题,面向全球海内外芯片开发者,共设有三个赛道:1)基于Chiplet架构的SOC芯片;2)面向Chiplet应用的接口IP与功能芯粒;3)面向Chiplet应用的EDA工具。

对话郝沁汾:打造中国芯粒之谷,开拓集成电路特色发展道路

参赛团队须在2023年10月31日前通过中国计算机互连技术联盟官方网站填写报名信息并提交参赛作品相关材料。一等奖、二等奖、三等奖项目如总部落地无锡市锡山区,纳入芯光互连产业基金备投库,分别可被提供最高500万、300万、100万元的天使投资以及创新创业的孵化服务。

立足于锡山区,郝沁汾希望以国内原生芯粒标准为生态构建的抓手,将设计、制造、封装、EDA工具、IP核等整个芯粒产业链条打通并形成相互协同,吸引和聚集优质集成电路人才,更进一步协调江苏省高校资源,最终实现国内基于芯粒的芯片遍地开花。他相信如果坚持做下去,芯粒产业将发展成中国最具特色的集成电路产业之一。

进入后摩尔时代,能够延续摩尔定律“经济效益”的芯粒技术路线被寄予厚望,也因其能绕过先进制程限制、解决大芯片良率问题、降低芯片设计门槛的独特优势,给中国集成电路产业带来了巨大发展机遇。

技术标准的落地只是第一步,围绕芯粒技术路线形成更广泛的社会分工尚需时日,要构造开放、包容、协同、全面的芯粒互连产业生态,需要政府及各产业环节提供更多的支持,以及被给予更多的时间和耐心。