Πόσο ενοχλητικά θα είναι τα Chiplets για την Intel και την TSMC; - Semiwiki

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Προωθητές UCIe

Τα Chiplets (die stacking) δεν είναι καινούργια. Η προέλευση είναι βαθιά ριζωμένη στη βιομηχανία ημιαγωγών και αντιπροσωπεύει μια σπονδυλωτή προσέγγιση για το σχεδιασμό και την κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Η ιδέα των chiplets έχει ενεργοποιηθεί ως απάντηση στις πρόσφατες προκλήσεις που θέτει η αυξανόμενη πολυπλοκότητα του σχεδιασμού ημιαγωγών. Ακολουθούν ορισμένα καλά τεκμηριωμένα σημεία σχετικά με τη ζήτηση για chiplet:

Πολυπλοκότητα Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων (IC): Καθώς η τεχνολογία των ημιαγωγών προχωρούσε, η πολυπλοκότητα του σχεδιασμού και της κατασκευής μεγάλων μονολιθικών IC αυξήθηκε. Αυτό οδήγησε σε προκλήσεις όσον αφορά την απόδοση, το κόστος, τους ειδικευμένους πόρους και τον χρόνο διάθεσης στην αγορά.

Νόμος του Μουρ: Η βιομηχανία ημιαγωγών ακολουθεί το νόμο του Moore, ο οποίος προτείνει ότι ο αριθμός των τρανζίστορ σε ένα μικροτσίπ διπλασιάζεται περίπου κάθε δύο χρόνια. Αυτή η αμείλικτη κλιμάκωση της πυκνότητας τρανζίστορ θέτει προκλήσεις για τα παραδοσιακά μονολιθικά σχέδια.

Διαφορετικές εφαρμογές: Οι διαφορετικές εφαρμογές απαιτούν εξειδικευμένα στοιχεία και χαρακτηριστικά. Αντί να δημιουργήσουν ένα μονολιθικό τσιπ που προσπαθεί να καλύψει όλες τις ανάγκες, τα chiplet επιτρέπουν τη δημιουργία εξειδικευμένων εξαρτημάτων που μπορούν να συνδυαστούν με τρόπο ανάμειξης και αντιστοίχισης.

Θέματα κόστους και χρόνου μέχρι την αγορά: Η ανάπτυξη μιας νέας τεχνολογίας διεργασιών ημιαγωγών είναι μια δαπανηρή και χρονοβόρα προσπάθεια. Τα chiplet παρέχουν έναν τρόπο αξιοποίησης των υπαρχουσών ώριμων διεργασιών για ορισμένα στοιχεία, ενώ παράλληλα εστιάζουν στην καινοτομία για συγκεκριμένες λειτουργίες. Τα τσιπάκια βοηθούν επίσης στην άνοδο των νέων τεχνολογιών διεργασιών, καθώς τα μεγέθη και η πολυπλοκότητα της μήτρας είναι ένα κλάσμα ενός μονολιθικού τσιπ, διευκολύνοντας έτσι την κατασκευή και την απόδοση.

Προκλήσεις διασύνδεσης: Τα παραδοσιακά μονολιθικά σχέδια αντιμετώπισαν προκλήσεις όσον αφορά τη διασυνδεσιμότητα καθώς αυξανόταν η απόσταση μεταξύ των εξαρτημάτων. Τα τσιπετ επιτρέπουν βελτιωμένη αρθρωτότητα και ευκολία διασύνδεσης.

Ετερογενής Ολοκλήρωση: Τα Chiplets επιτρέπουν την ενσωμάτωση διαφορετικών τεχνολογιών, υλικών και λειτουργιών σε ένα μόνο πακέτο. Αυτή η προσέγγιση, γνωστή ως ετερογενής ολοκλήρωση, διευκολύνει τον συνδυασμό διαφορετικών στοιχείων για την επίτευξη καλύτερης συνολικής απόδοσης.

Βιομηχανική Συνεργασία: Η ανάπτυξη των chiplet συχνά περιλαμβάνει τη συνεργασία μεταξύ διαφορετικών εταιρειών ημιαγωγών και παραγόντων της βιομηχανίας. Προσπάθειες τυποποίησης, όπως αυτές που καθοδηγούνται από οργανισμούς όπως η Universal Chiplet Interconnect Express Consortium (UCIe) για την ενσωμάτωση chiplet.

Κατώτατη γραμμή: Τα τσιπετάκια εμφανίστηκαν ως λύση για την αντιμετώπιση των προκλήσεων που θέτει η αυξανόμενη πολυπλοκότητα, το κόστος, ο χρόνος διάθεσης στην αγορά και οι πιέσεις προσωπικού στη βιομηχανία ημιαγωγών. Η αρθρωτή και ευέλικτη φύση των σχεδίων που βασίζονται σε chiplet επιτρέπει την πιο αποτελεσματική και προσαρμόσιμη ενσωμάτωση των τσιπ, συμβάλλοντας στην πρόοδο της τεχνολογίας ημιαγωγών, για να μην αναφέρουμε τη δυνατότητα μήτρας πολλαπλών πηγών.

Intel

Η Intel έχει πραγματικά κεφαλαιοποιήσει τα chiplet που είναι το κλειδί για τη στρατηγική της για το IDM 2.0.

Υπάρχουν δύο βασικά σημεία:

Η Intel θα χρησιμοποιήσει chiplet για να παραδώσει 5 κόμβους διεργασίας σε 4 χρόνια, κάτι που αποτελεί κρίσιμο ορόσημο στη στρατηγική IEDM 2.0 (Intel 7, 4, 3, 20A, 18A).

Η Intel ανέπτυξε τη διαδικασία Intel 4 για εσωτερικά προϊόντα χρησιμοποιώντας chiplet. Η Intel ανέπτυξε chiplet CPU που είναι πολύ πιο εύκολο να γίνει από τα ιστορικά μονολιθικά τσιπ CPU. Τα τσιπετ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προωθήσουν μια διαδικασία πολύ πιο γρήγορα και η Intel μπορεί να διεκδικήσει την επιτυχία χωρίς να χρειάζεται να κάνει μια πλήρη διαδικασία για πολύπλοκες CPU ή GPU. Στη συνέχεια, η Intel μπορεί να κυκλοφορήσει έναν νέο κόμβο διεργασιών (Intel 3) για πελάτες χυτηρίου, ο οποίος μπορεί να σχεδιάσει μονολιθικά ή τσιπ με βάση τα τσιπ. Η Intel το κάνει επίσης για 20A και 18A, επομένως οι 5 κόμβοι διεργασίας σε ορόσημο 4 ετών. Αυτό το επίτευγμα είναι συζητήσιμο φυσικά, αλλά δεν βλέπω κανένα λόγο.

Η Intel θα χρησιμοποιεί chiplet για να αναθέτει σε εξωτερικούς συνεργάτες την παραγωγή (TSMC) όταν οι επιχειρήσεις υπαγορεύουν.

Η Intel υπέγραψε μια ιστορική συμφωνία εξωτερικής ανάθεσης με την TSMC για chiplet. Αυτή είναι μια σαφής απόδειξη της ιδέας για να μας επαναφέρει στο επιχειρηματικό μοντέλο χυτηρίων πολλαπλών πηγών που απολαμβάναμε μέχρι την εποχή του FinFET. Δεν ξέρω αν η Intel θα συνεχίσει να χρησιμοποιεί το TSMC πέρα από τον κόμβο N3, αλλά το θέμα έχει γίνει. Δεν δεσμευόμαστε πλέον από μία μόνο πηγή για την κατασκευή τσιπ.

Η Intel μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτήν την απόδειξη της ιδέας (χρησιμοποιώντας chiplet από πολλά χυτήρια και συσκευάζοντάς τα) για επιχειρηματικές ευκαιρίες χυτηρίου όπου οι πελάτες θέλουν την ελευθερία πολλών χυτηρίων. Η Intel είναι η πρώτη εταιρεία που το κάνει αυτό.

TSMC

Υπάρχουν δύο βασικά σημεία:

Με τα chiplets, η TSMC αποφεύγει τη λέξη M (μονοπώλιο).

Χρησιμοποιώντας chiplet, οι πελάτες μπορούν θεωρητικά από πολλές πηγές να προέρχονται το ζάρι τους. Τελευταία άκουσα ότι η TSMC δεν θα συσκευαζόταν να πεθάνει από άλλα χυτήρια, αλλά αν μια φάλαινα όπως η Nvidia τους το ζητούσε, είμαι σίγουρος ότι θα το έκαναν.

Τα Chiplets θα αμφισβητήσουν την TSMC και η TSMC είναι πάντα έτοιμη για μια πρόκληση γιατί μαζί με την πρόκληση έρχεται και η καινοτομία.

Η TSMC ανταποκρίθηκε γρήγορα στα chiplet με το δικό τους 3D ύφασμα ολοκληρωμένη οικογένεια 3D Silicon Stacking και Advanced Packaging Technologies. Η μεγαλύτερη πρόκληση για τα chiplets σήμερα είναι το υποστηρικτικό οικοσύστημα και αυτό ακριβώς είναι το TSMC, το οικοσύστημα.

Επιστροφή στην αρχική ερώτηση "Πόσο ενοχλητικά θα είναι τα Chiplets για την Intel και την TSMC;" Πάρα πολύ. Βρισκόμαστε στην αρχή μιας διαταραχής στην κατασκευή ημιαγωγών που δεν έχουμε δει από τα FinFET. Όλα τα χυτήρια pure-play και IDM έχουν τώρα την ευκαιρία να αποκτήσουν ένα κομμάτι από τις μάρκες από τις οποίες εξαρτάται απόλυτα ο κόσμος.