报告正文
一颗芯片拆成好几块,反而更强了?这不是倒退
这几年芯片圈有个反常识的操作:好好一颗大芯片,非要拆成好几小块,分开造,再拼回去。听着像脱裤子放屁,可英伟达、AMD、华为,个个都在这么干。
先把结论撂这儿:这不是倒退,是被逼出来的聪明。 制程越做越小、越来越难,一颗大芯片造得越大就越容易废;干脆把它拆成一颗颗"小芯粒",各挑最合适的工艺分头造,再用先进封装高密度拼成一个整体——这就是 Chiplet(芯粒)+ 先进封装,被公认是"后摩尔时代"最关键的一条路。
先搞懂:Chiplet 到底是"拆"了个啥
过去造芯片,讲究一个"整"字:CPU、GPU、缓存、各种接口,全塞在同一块晶圆上一次光刻成型,业内叫 SoC(系统级单芯片)。
Chiplet 反着来。它从设计阶段就先按功能把大芯片拆成一颗颗独立的小芯粒(die),每颗单独制造,最后再封装到一起。打个比方:SoC 是一体浇筑的整面墙,Chiplet 是先烧好一块块乐高积木、再拼成墙。拼出来的照样是一颗完整芯片,只不过内部是"攒"的。
关键就在这个"拆"字上——拆开之后,很多老大难问题一下就松动了。
为什么拆开反而划算:良率、成本、混搭
第一,良率。 晶圆上的缺陷是随机撒的,芯片面积越大,越容易踩雷报废。一颗巨无霸大芯片,可能因为角落一个瑕疵就整颗扔掉;拆成小芯粒后,坏的只是那一小块,好的照用。面积越小,良率越高,这是行业公认的机理。
第二,成本。 拆开后,各芯粒可以"按需选工艺"。真正吃制程红利的计算核心,才上最先进、最贵的工艺;那些从先进制程里捞不到好处的接口、模拟电路,用成熟老工艺造就行,没必要陪着一起花冤枉钱。
第三,异构集成。 逻辑、存储、I/O 这些原本"八字不合"的模块,可以分别用最擅长它们的工艺造好,再封到一个壳里协同干活。取长补短,而不是削足适履。
那"先进封装"又是啥?把拼图拼得更狠
拆得开,还得拼得回来,而且要拼得又近又密——这就是先进封装的活儿。它早不是过去"套个塑料壳"那么简单,而是芯片性能的关键一环。眼下主要两条路:
- 2.5D 封装:把多颗芯粒并排"码"在一块硅中介板上,靠中介板里的超细金属线和硅通孔(TSV)把它们连起来。台积电那个被 AI 算力抢疯了的 CoWoS,就是 2.5D 的代表,英伟达高端 AI 芯片全指着它。
- 3D 封装:更狠,直接把芯粒上下垂直叠起来,用穿透芯片的 TSV 打通楼层。距离更短、密度更高,代价是散热和制造难度陡增。
一句话:先进封装,是把一堆小芯粒"缝"成一颗强芯片的针线活。
拼图能通用,靠的是一套"普通话"
芯粒来自不同厂、不同工艺,怎么保证拼一块能对上话?这就需要统一的互连标准。
2022 年,产业界推出了 UCIe(通用芯粒互联标准),被形象地叫作"芯片界的 USB"——就像 USB 让各家外设都能插上同一台电脑,UCIe 想让不同供应商的芯粒也能"即插即拼"。它底层沿用了 PCIe、CXL 这些成熟协议,一推出就被视为芯粒生态从"各玩各的"走向"互联互通"的关键一步。

顺便说个更要紧的
看到这你大概咂摸出味儿了:当最先进的光刻机被卡脖子、制程一时半会儿追不上时,先进封装和 Chiplet,恰恰是一条"绕开硬碰硬"的路。
用成熟工艺的芯粒攒出高性能芯片,用封装的功力补制程的短板——这正是被议论最多的国产破局思路之一。事实上,华为昇腾这类国产算力芯片,已经在这条路上走了不短。国内的封测厂,也在铆着劲对标 CoWoS。
问题只剩一个:这条"后摩尔"的路,国产到底走到了哪一步?还差多远?
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