IT之家11月12日消息,三星正积极考虑将 3D Chiplet(芯粒)技术运用于自家未来的Exynos系列SoC中。

图片来自:三星电子
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知情人士解释说:“就现阶段来说,最需要先进制程技术的产品就是运用于手机的行动处理器,但因为其对良率非常敏感;因此,透过使用3D Chiplet的方式可以实现更稳定的生产。

此外,采用3D封装技术,还可以进一步减小芯片整体封装尺寸,并且可以透过增加芯片之间的连接性,同时提高频宽和效率。“

在半导体芯片代工市场上,三星仅次于台积电的出现,也是唯一能与台积电竞争的先进技术;然而,近两年来,三星在工艺良率方面出现了严重问题。更有传闻称:其4nm良率低至35%。

为什么三星4nm工艺有这么多问题?TechInsights在之前的分析机构给出了答案:在投入生产4LPE工艺方面,三星过于冒进,导致Exynos 2200高缺陷率和低能效率-特别是在新的图形引擎中。

这也导致:根据市场研究公司Counterpoint Research的数据,2023年第二季手机移动处理器市场占比按营收计算,高通占比40%、苹果占比33%、联发科16%,但三星电子仅7%。

或许在Chiplet技术大行其道的今天,手机芯片也将在制程和良率的博弈中探寻一种新的道路:

在制造过程中,由于多个芯片模块的集成和连接,良率可能会受到影响;良率低意味着有更多的芯片在制造过程中出现缺陷或不合格,这会增加成本并影响产能。

而,Chiplet技术在解决芯片良率问题上正好可以扮演关键角色,直接影响着成本和制造效率。

图片来自:zGlue,示为Chiplet技术的模块化组合
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图片来自:zGlue,示为Chiplet技术的模块化组合

在传统的单一芯片设计中,制造商面临着整体芯片良率的压力,一个芯片模块出现问题可能导致整个芯片报废;而采用 Chiplet 技术后,将芯片拆分成多个模块,使得制造商可以更有效地管理良率问题。

首先,Chiplet 技术允许制造商独立制造每个模块,因此单个模块的缺陷不会导致整个芯片的报废;即使某一模块出现了制造缺陷,其他模块仍然可以继续使用,提高了整体的良率。这种模块化设计有效地降低了制造过程中出现的单点故障对整体芯片的影响。

其次,模块化设计也降低了制造过程中的风险。由于每个模块都可以在独立的制造流程中进行生产和测试,制造商可以更精确地控制每个模块的质量和稳定性。这种分离的制造过程可以更容易地定位和解决问题,从而提高了制造的可控性和稳定性,有助于提高整体的良率。

此外,Chiplet 技术还提供了更多的灵活性和选择。制造商可以选择合适的制造工艺来生产不同的模块,选择最优质的工艺来生产最关键的模块,从而确保整体芯片的质量和性能。这种灵活性有助于有效管理和优化良率,降低整体的制造成本。

然而,手机芯片采用Chiplet技术也必然将面临一些挑战。

图片来自IEEE
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其中之一是模块间的通信和互联问题。高速通道和连接技术需要足够高效和可靠,以确保模块之间的数据传输和协同工作。

此外,多个芯片模块集成在一起可能会增加热量产生和功耗管理的难度。手机这样的小型设备对于散热和能耗控制有着严格的要求,因此需要解决有效的散热和能耗控制方案。

尽管存在一些挑战,但随着技术的不断进步和创新,手机芯片采用 Chiplet 技术有望迎来更广泛的应用。

近年来,一些半导体巨头如 AMD、Intel 和英伟达已经在不同领域采用了 Chiplet 技术,并在处理器、图形芯片和人工智能领域获得了成功。这些案例为手机芯片的发展提供了有益的经验和启示。

总而言之,手机芯片采用 Chiplet 技术具有巨大的潜力和各种优势,如性能提升、灵活定制等。

然而,要克服其中的技术挑战,实现 Chiplet 技术在手机芯片中的广泛应用,仍然需要不断的研究和创新。

随着技术的演进和解决方案的不断完善,Chiplet 技术有望在手机领域带来更大的变革和进步,推动着手机芯片朝着更高性能、更灵活定制化的方向发展。

由于篇幅受限,本次手机芯片就先介绍这么多......

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最后的最后,借由《春秋》里的一句话:

处其厚,不居其薄,处其实,不居其华。

愿每一位半导体从业者可以——

厚博学,实立稳!