Dans quelle mesure les chipsets seront-ils perturbateurs pour Intel et TSMC ? - Semiwiki

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Les chiplets (empilement de matrices) ne sont pas nouveaux. Les origines sont profondément enracinées dans l’industrie des semi-conducteurs et représentent une approche modulaire de la conception et de la fabrication de circuits intégrés. Le concept de chipsets a été dynamisé en réponse aux défis récents posés par la complexité croissante de la conception des semi-conducteurs. Voici quelques points bien documentés sur la demande de chiplets :

Complexité des circuits intégrés (CI) : À mesure que la technologie des semi-conducteurs progressait, la complexité de la conception et de la fabrication de grands circuits intégrés monolithiques augmentait. Cela a entraîné des défis en termes de rendement, de coût, de ressources qualifiées et de délais de mise sur le marché.

La loi de Moore: L'industrie des semi-conducteurs suit la loi de Moore, qui suggère que le nombre de transistors sur une puce double environ tous les deux ans. Cette mise à l'échelle incessante de la densité des transistors pose des défis aux conceptions monolithiques traditionnelles.

Applications diverses : Différentes applications nécessitent des composants et des fonctionnalités spécialisés. Au lieu de créer une puce monolithique qui tente de répondre à tous les besoins, les chiplets permettent la création de composants spécialisés qui peuvent être combinés de manière mixte.

Considérations relatives aux coûts et aux délais de mise sur le marché : Le développement d’une nouvelle technologie de traitement des semi-conducteurs est une entreprise coûteuse et longue. Les chipsets offrent un moyen d'exploiter les processus matures existants pour certains composants tout en se concentrant sur l'innovation pour des fonctionnalités spécifiques. Les chipsets contribuent également à la montée en puissance de nouvelles technologies de processus, car les tailles et la complexité des puces ne représentent qu'une fraction d'une puce monolithique, facilitant ainsi la fabrication et le rendement.

Défis d'interconnexion : Les conceptions monolithiques traditionnelles étaient confrontées à des défis en termes d'interconnectivité à mesure que la distance entre les composants augmentait. Les chipsets permettent une modularité améliorée et une facilité d'interconnectivité.

Intégration hétérogène : Les chipsets permettent l'intégration de différentes technologies, matériaux et fonctionnalités sur un seul package. Cette approche, connue sous le nom d'intégration hétérogène, facilite la combinaison de divers composants pour obtenir de meilleures performances globales.

Collaboration avec l'industrie : Le développement de chipsets implique souvent une collaboration entre différentes sociétés de semi-conducteurs et acteurs de l’industrie. Les efforts de normalisation, tels que ceux menés par des organisations telles que l'Universal Chiplet Interconnect Express Consortium (UCIe) pour l'intégration des chipsets.

Bottom line: Les chipsets sont apparus comme une solution pour relever les défis posés par la complexité, les coûts, les délais de mise sur le marché et les pressions croissantes en matière de personnel dans l'industrie des semi-conducteurs. La nature modulaire et flexible des conceptions basées sur des chipsets permet une intégration plus efficace et personnalisable des puces, contribuant ainsi aux progrès de la technologie des semi-conducteurs, sans parler de la possibilité de puces multi-sources.

Intel

Intel a vraiment capitalisé sur les chipsets, ce qui est la clé de sa stratégie IDM 2.0.

Il y a deux points majeurs :

Intel utilisera des chipsets pour fournir 5 nœuds de processus en 4 ans, ce qui constitue une étape critique dans la stratégie IEDM 2.0 (Intel 7, 4, 3, 20A, 18A).

Intel a développé le processus Intel 4 pour les produits internes utilisant des chipsets. Intel a développé des chipsets de processeur qui sont beaucoup plus faciles à réaliser que les puces de processeur historiquement monolithiques. Les chipsets peuvent être utilisés pour accélérer un processus et Intel peut revendiquer son succès sans avoir à effectuer un processus complet pour des processeurs ou des GPU complexes. Intel peut alors lancer un nouveau nœud de processus (Intel 3) pour les clients fondeurs, qui peuvent concevoir des puces monolithiques ou basées sur des chipsets. Intel fait également cela pour 20A et 18A, soit l'étape des 5 nœuds de processus en 4 ans. Cette réalisation est bien sûr discutable mais je ne vois aucune raison de le faire.

Intel utilisera des chipsets afin d'externaliser la fabrication (TSMC) lorsque les affaires l'exigeront.

Intel a signé un accord d'externalisation historique avec TSMC pour les chipsets. Il s’agit d’une preuve de concept claire pour nous ramener au modèle commercial de fonderie multi-sources dont nous bénéficiions jusqu’à l’ère FinFET. Je ne sais pas si Intel continuera à utiliser TSMC au-delà du nœud N3 mais le point est fait. Nous ne sommes plus liés par une seule source de fabrication de puces.

Intel peut utiliser cette preuve de concept (en utilisant des chipsets provenant de plusieurs fonderies et en les emballant) pour des opportunités commerciales de fonderie où les clients souhaitent bénéficier de la liberté de plusieurs fonderies. Intel est la première entreprise à le faire.

TSMC

Il y a deux points majeurs :

Avec les chiplets, TSMC évite le mot M (monopole).

En utilisant des chiplets, les clients peuvent théoriquement trouver plusieurs sources d'où provient leur puce. La dernière fois, j'ai entendu dire que TSMC ne mourrait pas dans les emballages d'autres fonderies, mais si une baleine comme Nvidia le leur demandait, je suis sûr qu'ils le feraient.

Les chipsets mettront au défi TSMC et TSMC est toujours prêt à relever un défi car avec le défi vient l'innovation.

TSMC a rapidement répondu aux chipsets avec leur Tissu 3D gamme complète de technologies d'empilage de silicium 3D et d'emballage avancées. Le plus grand défi pour les chiplets aujourd’hui est l’écosystème de soutien et c’est ce qu’est TSMC, l’écosystème.

Retour à la question initiale « Dans quelle mesure les chipsets seront-ils perturbateurs pour Intel et TSMC ? » Tout à fait. Nous sommes au début d’une perturbation de la fabrication de semi-conducteurs que nous n’avons pas vue depuis les FinFET. Toutes les fonderies pure-play et IDM ont désormais la possibilité d’obtenir une part des puces dont le monde dépend, absolument.