Chiplet技術“很可能催生半導體芯片產(chǎn)業(yè)的大變革”，其影響程度或許不亞于上世紀80年代，芯片大廠經(jīng)營模式從IDM到“Fabless + Foundry”的分化。

Chiplet概念近日在二級市場持續(xù)火熱。

有產(chǎn)業(yè)人士告訴《科創(chuàng)板日報》記者，盡管近期市場Chiplet熱更多受到消息面的影響，但過去幾年國內，Chiplet技術的產(chǎn)業(yè)化已有了一定實踐和積累。

未來隨著Chiplet發(fā)展，不光會有越來越多的系統(tǒng)應用廠商顯露，開辟IP設計廠供應芯片硬件的新市場;同時包括互聯(lián)網(wǎng)公司在內的非傳統(tǒng)芯片廠商，也會進軍設計領域。后者通常會將外包的標準件與上層圖像識別、語音識別等跟應用相關的算力模塊，以Chiplet實現(xiàn)設計上的耦合，滿足自身軟件等方面的業(yè)務需求。

不過據(jù)另一位資深產(chǎn)業(yè)人士介紹，Chiplet在國內落地還需要一定時間，其癥結不一定在制造或封裝單一環(huán)節(jié)的技術能力缺失。大陸封裝廠長電科技(29.14 +2.14%,診股)、通富微電(22.60 +0.00%,診股)方面向《科創(chuàng)板日報》記者表示，公司在Chiplet方面已具備先進封裝能力，且2021年已有產(chǎn)品導出。

該人士表示，目前Chiplet發(fā)展的產(chǎn)業(yè)困境更在于，本土廠商對封裝和晶圓制造環(huán)節(jié)的整合能力不足，無法在技術參數(shù)的對接上產(chǎn)生有機銜接，給當前不少有意愿或能力做Chiplet的設計廠商帶來許多麻煩。

▌國內已有產(chǎn)業(yè)能力積累

早在2016年，AMD就以其模塊化的服務器處理器設計，引發(fā)了行業(yè)對Chiplet的最早一波集中討論。“只需要幾個die(裸片)即可創(chuàng)建產(chǎn)品、支持多個市場，像搭積木一樣拼成臺式機和服務器芯片”，彼時一位半導體產(chǎn)業(yè)投資人士直言：這將是對整個半導體行業(yè)的沖擊。

近兩年來，蘋果公司與英特爾接連發(fā)布采用Chiplet理念設計的芯片;今年3月，英特爾、AMD、Arm、高通、三星、臺積電、日月光、Google Cloud、Meta、微軟等大廠共同成立UCIe產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，計劃建立統(tǒng)一的die-to-die互聯(lián)標準，這被視為行業(yè)打通Chiplet產(chǎn)業(yè)化標準的關鍵一步。

同時在國內市場，制造、設計、封裝與測試環(huán)節(jié)市場體量均有所增長，技術研發(fā)的活躍與精進為Chiplet技術方案落地、延續(xù)摩爾定律提供了可能。

本月8日，芯片IP設計企業(yè)芯原股份(65.89 -0.77%,診股)的2022年半年度業(yè)績會上，董事長兼總裁戴偉民回答《科創(chuàng)板日報》記者提問表示：“公司有可能是全球第一批面向客戶推出Chiplet商用產(chǎn)品的企業(yè)。”

盡管奎芯科技市場及戰(zhàn)略副總裁唐睿認為，近期市場熱捧Chiplet更多來自消息面的影響。但他在接受《科創(chuàng)板日報》記者采訪時也表示，近幾年國內Chiplet技術的產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)有了一定的實踐和積累，包括AI芯片公司寒武紀(69.79 +0.29%,診股)、華為海思等已有產(chǎn)品推出。

唐睿本科畢業(yè)于復旦大學，取得美國東北大學集成電路方向博士，曾在甲骨文、蘋果公司等知名芯片設計領域從事研發(fā)工作，后期負責過中國移動(61.35 +0.97%,診股)硅谷、京東方美國等公司的戰(zhàn)略投資和全球商業(yè)拓展。如今，他看好Chiplet在中國市場的需求和發(fā)展，同其他四位合伙人，于去年創(chuàng)立了一家芯片IP設計公司。

唐睿表示，當前整體而言行業(yè)商業(yè)化仍處于摸索階段。不過在過去的幾年里，半導體技術層面一直在持續(xù)迭代、遞進，“我們國家想在半導體領域有所突破，一個很自然的邏輯就是Chiplet的方向”。

未來，會有更多成熟Chiplet產(chǎn)品問世并廣泛應用。此外，唐睿表示，Chiplet技術很可能催生半導體芯片產(chǎn)業(yè)的大變革，其影響程度或許不亞于上世紀80年代，芯片大廠經(jīng)營模式從IDM到“Fabless + Foundry”的分化。

▌設計環(huán)節(jié)IP硬件化開辟新需求、新市場

芯片產(chǎn)業(yè)進入Chip3.0的時代，即以Chiplet為底層技術，重要標識之一是芯片設計企業(yè)數(shù)量將會明顯增多，IP硬件化趨勢明顯。

這意味著，包括互聯(lián)網(wǎng)公司在內的非傳統(tǒng)芯片廠商，會進軍芯片設計領域，以滿足自身軟件等的業(yè)務需求;而傳統(tǒng)從事IP開發(fā)和授權業(yè)務的芯片設計公司，將開辟芯片硬件供應的業(yè)務模式。

越來越多的系統(tǒng)應用廠商將伴隨Chiplet發(fā)展而顯露的同時，唐睿表示，近年許多互聯(lián)網(wǎng)公司也紛紛步入芯片設計領域，也表明他們有通過芯片自主設計，針對軟件應用實現(xiàn)算力與算法結合的需求和想法，未來這些企業(yè)很可能會借助Chiplet的思路或方案。

據(jù)了解，谷歌、Meta、字節(jié)跳動、騰訊、快手等互聯(lián)網(wǎng)公司都在打造自身的視頻處理芯片。

唐睿介紹，此類芯片簡單可分為標準件(比如互聯(lián)IP)以及與上層圖像識別、語音識別應用強綁定的算力die，而Chiplet技術能夠讓這兩個部分實現(xiàn)設計上的耦合。“這些互聯(lián)網(wǎng)公司做部分芯片設計，標準件外包，然后再將所有IP集成在一個硬件die當中，實現(xiàn)IP硬件化”。

對于傳統(tǒng)芯片IP廠商來說，Chiplet的發(fā)展能夠讓其業(yè)務從IP授權轉變?yōu)镃hiplet芯片供應，即設計公司通過硬件和先進封裝服務采購，從IP設計公司變?yōu)橛布髽I(yè)。

▌這是一門好生意嗎?

以芯原股份今年二季度業(yè)績表現(xiàn)來看，占其63.14%營收的一站式芯片定制業(yè)務，引起了公司綜合毛利率波動，從今年一季度的48.92%環(huán)比下降至35.38%。不過其Q2單季度業(yè)績規(guī)模增加顯著，營收環(huán)比增長16.32%，歸屬凈利潤增加251.39%。而此項業(yè)務正是未來公司Chiplet實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基礎或雛形。

“IP授權在后期幾乎是100%的毛利率，而硬件化后相當于將盤子做大，對企業(yè)個體來說，營收和凈利潤肯定是會增加的”。唐睿如是稱。

唐睿判斷，對半導體產(chǎn)業(yè)來說，“Chiplet不僅會帶動芯原股份這樣在數(shù)字核領域有較深布局的大企業(yè)發(fā)展，同時在互聯(lián)IP部分同樣會帶來較大增量市場。不過目前在A股二級市場，尚無主營相關業(yè)務的標的”。

據(jù)了解，全球互聯(lián)IP市場規(guī)模在2022年接近15億美元，到2026年會接近30億美元。中國市場占比逐年增加，從20%上升到27%。

▌大陸芯片制造、封裝環(huán)節(jié)有機銜接不足成當前Chiplet落地突出問題

目前業(yè)界認為，消費電子應用處理器、自動駕駛域處理器、數(shù)據(jù)中心應用處理器有望成為Chiplet率先落地的三個領域。以芯原股份為例，智能汽車領域是其重要的戰(zhàn)略發(fā)展方向之一，從智慧座艙到自動駕駛技術均有布局。

“車用芯片領域作為一個新興行業(yè)，特別是在國內，是一個很大的增量市場，而消費電子市場明顯面臨周期性下行，并且不同方案和廠商之間的競爭激烈，這或是芯原股份選擇汽車市場的重要原因。”

唐睿表示，他看好的Chiplet率先實現(xiàn)應用的領域也在對算力要求較高的市場，尤其是數(shù)據(jù)中心、自動駕駛和智能座艙等。

不過，目前封裝與測試方面的技術限制，可能會成為短期內Chiplet芯片“上車”的障礙。

相比SoC封裝，Chiplet架構芯片的制作需要多個裸芯片。單個裸芯片失效，則會導致整個芯片失效，這要求封測公司進行更多數(shù)量的測試，以減少失效芯片帶來的損失。

奎芯科技產(chǎn)品副總裁王曉陽認為，車規(guī)級芯片對安全性具有高要求，因此短期內，Chiplet的數(shù)據(jù)中心應用、消費電子類應用成為更加明確的市場。王曉陽曾任華為海思技術專家，曾任海光、Imagination、壁仞等知名公司芯片架構師。

不過，除了Chiplet技術本身的問題，當前技術落地一定程度上還受限于國內廠商對封裝和晶圓制造環(huán)節(jié)的整合能力。王曉陽介紹，據(jù)其在業(yè)內了解，國內并不缺乏封裝能力，長電科技、通富微電等封裝廠商在技術層面已實現(xiàn)行業(yè)領先。

長電科技相關人士告訴《科創(chuàng)板日報》記者，公司當前具備Chiplet先進封裝能力，包括2.5D、3D封裝能力。2021年，全資子公司星科金朋已與客戶共同開發(fā)了基于高密度Fan out封裝技術的2.5D fcBGA產(chǎn)品，公司Chiplet相關訂單還在逐步導入期。

通富微電方面也表示，公司具備Chiplet封裝技術，2021年建成了2.5D/3D封裝平臺及超大尺寸FCBGA研發(fā)平臺，可為客戶提供晶圓級和基板級Chiplet封測解決方案，并且公司去年已大規(guī)模生產(chǎn)Chiplet產(chǎn)品。

王曉陽表示，國內的芯片設計領域創(chuàng)業(yè)公司，或是在CPU、GPU方面已經(jīng)較為成熟的公司，在完成芯片設計環(huán)節(jié)，交由大陸晶圓廠商完成制造后，若沒有通過臺積電代為封裝、轉由其他封裝廠商，實際生產(chǎn)中則會在產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)間的參數(shù)對接方面“產(chǎn)生很多麻煩”，比如微凸塊Bump如何連結、矽穿孔TSV怎么打。

王曉陽表示，中國在先進封裝領域需要通過國家政策層面的驅動，讓上下游形成制造和封裝產(chǎn)業(yè)鏈技術整合的觀念。“如此未來一兩年內，Chiplet在國內的落地才可能鋪開，目前來看還需要一定時間”。

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